Учёные обнаружили древнейшие растительные стволовые клетки корня
Учёные из Оксфордского университета обнаружили древнейшую из известных популяций стволовых клеток корня растения в окаменелости возрастом 320 миллионов лет.
Клетки, из которых развивались корни древнего растения, были найдены в окаменевшей корневой верхушке, хранящейся в гербарии Оксфордского университета.
Это не только самые древние из идентифицированных растительных стволовых клеток корня, но и первая находка окаменевшего корня, захваченного в момент активного роста — по сути, древнее растение, «замороженное во времени».
Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
Александр (Сэнди) Хетерингтон, аспирант Оксфорда по наукам о растениях, сделавший открытие в ходе своей работы, сказал: «Я изучал один из образцов окаменевшей почвы из гербария университета, исследуя корневые системы древних деревьев, когда заметил структуру, похожую на живые корневые верхушки современных растений. Я начал понимать, что смотрю на популяцию растительных стволовых клеток возрастом 320 миллионов лет, сохранившихся в момент роста, — и такого раньше никогда не находили. Это даёт нам уникальное окно в то, как корни развивались сотни миллионов лет назад».
Стволовые клетки — самообновляющиеся клетки, ответственные за формирование многоклеточных организмов, — у растений расположены на верхушках побегов и корней в группах, называемых меристемами. Обнаруженные в Оксфорде стволовые клетки возрастом 320 миллионов лет отличаются от всех современных и демонстрируют уникальный, неизвестный ранее паттерн клеточного деления. Это говорит о том, что некоторые механизмы, контролировавшие формирование корней у древних растений и деревьев, к настоящему времени вымерли и, возможно, были более разнообразными, чем считалось.
Эти корни были важны, так как входили в состав корневых систем растений первых глобальных тропических заболоченных лесов Земли с деревьями высотой более 50 м. Они отчасти ответственны за одно из самых драматичных климатических изменений в истории. Эволюция глубоких корневых систем увеличила скорость химического выветривания силикатных минералов в горных породах — химической реакции, которая извлекала CO2 из атмосферы. Это привело к охлаждению Земли и наступлению одного из великих ледниковых периодов планеты.
Изучённые окаменелости — это остатки почвы первых гигантских тропических лесов на Земле. Порода, в которой сохранилась почва, сформировалась в каменноугольных болотах, давших начало угольным месторождениям от современных Аппалачей до Центральной Европы, включая угольные бассейны Уэльса, Северной Англии и Шотландии.
Сэнди дал окаменелости со стволовыми клетками название Radix carbonica (лат. «угольный корень»).
Профессор Лиам Долан, глава департамента наук о растениях Оксфордского университета и старший автор статьи, сказал: «Эти окаменелости впервые показывают, как росли корни этих древних растений. Поразительно, что нечто столь малое могло оказать такое драматическое влияние на климат Земли. Это открытие также показывает важность коллекций, таких как гербарий Оксфордского университета, — они бесценны, и мы должны сохранять их для будущих поколений».