Предки наземных растений были генетически готовы к выходу на сушу
Когда водорослевый предок современных наземных растений около 450 миллионов лет назад совершил переход из водной среды на негостеприимную сушу, это изменило мир, повлияв на климат и создав условия для разнообразия наземной жизни.
Международная группа исследователей в статье для Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) раскрывает, что водные водоросли, от которых произошли наземные растения, были генетически предрасположены к формированию симбиотических отношений с микроорганизмами. Эти связи необходимы большинству растений для получения питательных веществ из почвы.
Ключевое открытие
- Ожидание: Учёные полагали, что механизмы симбиоза сформировались уже у наземных растений.
- Реальность: Эти механизмы были обнаружены у водорослей. «Сюрпризом было найти у водорослей те механизмы, которые, как мы знаем, позволяют растениям взаимодействовать с симбиотическими грибами», — отмечает старший автор статьи Жан-Мишель Ане.
Значение открытия
- Эволюция: Открытие показывает, что способность к полезному взаимодействию с микробами существовала ещё в водной среде. «Без развития этой предрасположенной способности у водорослей Земля сегодня была бы совсем другим местом», — говорит соавтор Пьер-Марк Дело.
- Колониязация суши: Эффективное получение минеральных питательных веществ было главной проблемой первых растений. Симбиоз с грибами, вероятно, сыграл решающую роль в успешном заселении суши.
- Будущие применения: Понимание этих генетических путей может помочь в сельском хозяйстве. Их можно использовать, чтобы «включить» похожие гены у культурных растений (например, злаков) или у перспективных для биотоплива зелёных водорослей. Это позволит повысить эффективность усвоения питательных веществ и снизить зависимость от химических удобрений.
Контекст
До этого исследования симбиотические ассоциации у пресноводных водорослей почти не изучались. Ранее известные механизмы симбиоза были описаны у древних наземных растений — печёночников и антоцеротовых. Обнаружение этих же механизмов у водорослей указывает, что соответствующие гены возникли у общего предка зелёных водорослей и наземных растений.