Гены, позволившие растениям впервые отрастить листья, идентифицированы учёными

Исследователи из Бристольского университета определили гены, которые впервые позволили растениям отращивать побеги и завоевать сушу. Результаты, опубликованные в Current Biology, объясняют, как около 450 миллионов лет назад генетический «переключатель» позволил растениям отложить размножение и начать формировать побеги, листья и почки.

За полмиллиарда лет эволюции растения развились из крошечных и простых форм, стелющихся по земле, в разнообразные и сложные виды, от садовой розы до 100-метрового секвойядендрона. Международная команда из университетов Бристоля (Великобритания), Лиона (Франция) и Палацкого (Чехия) раскрыла секреты эволюции побегов.

Команда обнаружила, что около 450 миллионов лет назад генетический переключатель позволил растениям задерживать репродукцию и направлять новые клетки вниз от кончиков побегов, что открыло путь к диверсификации растений. Используя передовые методы развития и генетики, команда изучила вздутые репродуктивные структуры на кончиках мелких стеблей мхов. Эти растения, представляющие собой отправную точку эволюции растений, поднимаются вверх за счёт новых клеток, генерируемых в середине стебля. Несмотря на разные модели роста, сходные гены отвечают за удлинение стеблей мхов и растений с более сложными побегами.

Вопреки предыдущим работам, результаты демонстрируют зарождающийся механизм развития побегов, когда растения впервые вышли на сушу, и предполагают, что изменение времени и места активности генов запустило радиацию побегообразующих форм.

Доктор Джилл Харрисон, ведущий автор исследования, поясняет: «Сравнивая наши новые данные по мхам с предыдущими результатами, мы видим, что существовавшая генетическая сеть была перестроена, чтобы позволить системам побегов возникнуть в эволюции растений».

Это открытие углубляет наше базовое понимание того, как гены регулируют форму растений, что может помочь в инженерных попытках изменить форму и повысить урожайность будущих сельскохозяйственных культур.