История выхода растений на сушу записана в их геноме

Великобритания

• Растения

Суша была безжизненной значительную часть истории Земли. Даже растения появились в воде и чтобы в конечном итоге заселить землю, должны были приобрести ряд адаптаций. Первыми смогли шагнуть из воды примитивные предки мхов. Специалисты полагают, что случилось это 500 миллионов лет назад. Сейчас растения расселились везде. И хотя предком всех их была одна водоросль, потомки за это время далеко ушли от исходника. Исследователи из Университета Эссекса решили восстановить историю этих изменений.

Они изучили 532 вида из разных групп, включая их геномы. Жить в воде и на суше - две разные вещи. Водорослям было проще, они получают питательные вещества, непосредственно впитывая их из воды, а потомкам пришлось озаботиться выработкой специальных органов, а заодно стать более крупными и прочными. Специалисты уверены, что прежде всего наземные растения должны были обзавестись устьицами - крошечными порами на листьях и стеблях. Эти окошки давали возможность углекислому газу попадать в ткани, где шел фотосинтез. Но их надо и закрывать, чтобы уберечь растение от пересыхания.

У водорослей устьиц не бывает - они им ни к чему. А вот у мхов эти маленькие окошки уже есть. Как отмечено в статье издания New Phytologist, устьица появились только однажды - у первых вышедших на сушу мхов были в наличии все необходимые для этого гены. Однако еще было нужно, чтобы устьица работали. И механизм закрытия устьиц сформировался уже на суше у растений-первопроходцев. Дальше все пошло быстрее при помощи дупликации генов. Еще наземным растениям потребовались специальные проводящие ткани для доставки питательных веществ и воды от корней к листьям. Но как установили исследователи, для этого новые гены не были нужны, нужно было слегка подправить работу уже имеющихся.

Чтобы держаться в почве и поглощать питательные вещества, пришлось создать корни. Они образовались в два этапа. Сначала появились корневые волоски. Они возникли раньше и были уже у общего предка. А вот образование самого корня, а затем и боковых корней, как отдельных органов, происходит позднее. Как полагают авторы работы, именно регуляция водного обмена была основным фактором эволюции растений.

Вера Максимова, 18.02.2022 17:26