Высыхание без гибели: как растения справляются с нехваткой воды — от мхов до цветковых

Способность высыхать, но оставаться жизнеспособной, чтобы возродиться при появлении воды, называется устойчивостью к высыханию (десикации). Это древняя адаптация, позволившая растениям колонизировать сушу.

Исследование, опубликованное в New Phytologist, изучило эволюцию этого феномена у мхов рода Syntrichia. Эти мхи играют ключевую экологическую роль в биокорках засушливых регионов — «живой коже Земли», стабилизирующей почву.

Учёные секвенировали геном Syntrichia ruralis и проанализировали изменения в экспрессии генов при обезвоживании и регидратации у двух видов: S. caninervis (специалист по сухим средам) и S. ruralis (универсал). Оба вида устойчивы к высыханию, но могут использовать разные молекулярные стратегии.

Сравнение показало, что эти близкородственные мхи используют сходные пути для координации процесса обезвоживания, но различаются в управлении регидратацией.

Изучение механизмов устойчивости мхов проливает свет на аналогичные процессы у цветковых растений. Например, семена цветковых растений высыхают при созревании, впадая в состояние покоя.

Был идентифицирован регулятор MYB55, присутствующий как у мхов, так и у цветковых растений. Он играет роль в «воскрешении» мхов и в покое семян. Это указывает на консервативный эволюционный механизм, сохранившийся и перепрофилированный за 450 миллионов лет эволюции.

Инструменты устойчивости к высыханию не были утеряны в ходе эволюции цветковых растений, а стали использоваться в специфических тканях на определённых этапах жизни.

Понимание этих древних механизмов может помочь в создании более устойчивых к засухе сельскохозяйственных культур в условиях меняющегося климата.