Как растения завоевали сушу

Исследование в Университете Лидса выявило ключевой ген, который помог растениям совершить переход из воды на сушу около 500 миллионов лет назад.

Ген ANR необходим для устойчивости к «экстремальному обезвоживанию» у мха Physcomitrella patens, наземного растения, используемого в качестве экспериментальной модели.

Исследователи из Центра наук о растениях обнаружили, что ген ANR — присутствующий у древнейших наземных растений — был унаследован от пресноводных водорослей-предков.

В ходе эволюции семенных растений ген ANR был впоследствии утрачен. Результаты опубликованы в журнале Американского общества биологов растений The Plant Cell.

Доктор Эндрю Кьюминг, руководивший исследованием, сказал: «Этот ген до сих пор не был идентифицирован, потому что большинство исследований до настоящего времени было сосредоточено на современных цветковых растениях. Древние растения, такие как мхи и зеленые водоросли, — это "машины времени", которые помогают нам раскрыть эволюционные секреты, изменившие мир. До того как растения колонизировали сушу, мир был бесплодным местом. Наземные растения изменили планету, ее климат, геологию и естественную историю».

В статье объясняется, как ген ANR является частью древнего молекулярного пути, который позволяет анатомически простым растениям — подобным первым колонизаторам суши — переживать обезвоживание. Это было необходимо для выживания первых растений, выброшенных на берега водоемов, на суше.

Современные семенные растения развили гораздо более сложную анатомию, позволяющую им добывать воду из глубины почвы и транспортировать ее по всему телу, что дает возможность расти быстрее и крупнее.

Доктор Шон Стивенсон, обнаруживший ген в ходе своего PhD-исследования, сказал: «Наш генетический анализ показал, что ген ANR передает сигналы, посылаемые растительным гормоном стресса под названием ABA. ABA сообщает растению, что оно обезвожено, чтобы оно могло активировать гены, борющиеся с обезвоживанием. Вот почему увядший мох часто может восстановиться. У семенных растений ABA помогает растениям ограничивать потерю воды, уменьшая испарение с листьев, поэтому это ключевой компонент, позволивший растениям справляться с сухой средой. Интересно, что водоросли не могут реагировать на ABA: следующая задача — выяснить, как возник этот процесс гормональной сигнализации».