Семена позаимствовали у растений защитный механизм — кутикулу — для выживания на суше

Появившись поздно в ходе эволюции, семена превратили многие растения в миниатюрных путешественников, что значительно способствовало их колонизации наземных местообитаний. Исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, обнаружили один из ключей к этому успеху — кутикулу. Присутствуя в виде толстого воскового слоя в семенной кожуре и состоя из кутина (разновидность жирных кислот), кутикула повышает жизнеспособность семян, их устойчивость к активным формам кислорода и способствует поддержанию состояния покоя. Таким образом, семена позаимствовали древний защитный механизм наземных растений, который позволяет листьям покрываться непроницаемой плёнкой, предотвращающей чрезмерную транспирацию.

Результаты опубликованы в журнале PLoS Genetics.

Множественные функции кутина

Команда профессора Луиса Лопеса-Молины из UNIGE давно изучает механизмы контроля прорастания. Учёные обнаружили, что гены, участвующие в синтезе кутина, важны для поддержания покоя у семян Arabidopsis thaliana.

Кутин — основной компонент кутикулы, покрывающей листья растений. Это водонепроницаемая плёнка, древняя адаптация к жизни на суше. «Мы выявили наличие воскового слоя в оболочке, окружающей зародыш в зрелых семенах, похожего на кутикулу листьев, но в десять раз толще», — говорит исследователь UNIGE Сильвен Лубери.

Поддержание постоянного баланса

В сотрудничестве с биологами из Университета Пьера и Марии Кюри в Париже и Фрибургского университета (Швейцария) учёные протестировали мутантные семена Arabidopsis с нарушенным синтезом кутина.

Эти семена демонстрируют:

• Неспособность должным образом подавлять прорастание в состоянии покоя из-за преждевременного растрескивания оболочки.
• Сниженную способность к покою.
• Низкую жизнеспособность.
• Очень ограниченную устойчивость к активным формам кислорода — агрессивным химическим веществам, образующимся, в частности, под действием УФ-излучения.

Эксперименты доказывают, что поддержание толстого слоя кутина в неизменном виде, являющееся результатом постоянного «диалога» между различными молекулярными акторами, необходимо для выживания и распространения семян. Таким образом, растения позаимствовали одну из первых адаптаций к жизни на суше — кутикулу — и наделили её новыми функциями для совершенствования своего последнего крупного эволюционного новшества — семени.