Как лепестки цветов приобретают свою форму: открытие скрытых карт роста

Ученые из Центра Джона Иннеса и Университета Восточной Англии (Великобритания) выяснили, что форма лепестков контролируется скрытой картой, расположенной внутри растущих почек растения. Исследование опубликовано 30 апреля в журнале PLOS Biology.

• Функция и форма: Листья и лепестки выполняют разные функции, что связано с их формой. Листья производят сахара посредством фотосинтеза, а лепестки, развивающиеся позже, помогают привлекать опылителей.
• Скрытые карты роста: Ранее команда обнаружила, что листья растения Arabidopsis содержат скрытую карту, которая ориентирует рост по направлению к кончику почки, придавая листьям заостренную форму. В новом исследовании ученые нашли аналогичную карту в лепестках.
• Ключевое различие: В лепестках карта ориентирует рост по направлению к краю, что приводит к формированию более округлой формы. Это объясняет разницу в форме листьев и лепестков.
• Молекулярный механизм: В этом ориентированном росте участвуют молекулы PIN-белков, которые располагаются на концах каждой клетки. Другой белок, JAGGED, способствует росту к краю лепестков и участвует в формировании самой скрытой карты.
• Подтверждение: Идеи подтвердились компьютерным моделированием, которое показало, какие карты предсказывают правильную форму лепестка, и экспериментами, локализовавшими PIN-белки в нужных участках.

Поскольку клетки растений не могут перемещаться для формирования структур, эти результаты объясняют, как растения создают органы разной формы — контролируя скорость и ориентацию роста клеток. С эволюционной точки зрения, такая система обеспечивает гибкость, необходимую для адаптации органов растений к среде и развития различных функций.

«Открытие этих скрытых карт полярности стало настоящим сюрпризом и дает простое объяснение тому, как могут генерироваться различные формы», — отметил старший автор исследования профессор Энрико Коэн.