Ученые выяснили, когда растения начали «чувствовать» гравитацию — Новости науки

РИА Анонсы. 1-ая флора Земли отрастила корешки и начала чувствовать притяжение планетки приблизительно 500 миллионов годов назад, в конце кембрия, но по-настоящему эта способность развилась у их только сначала каменноугольного периода. К такому выводу пришли ботаники, опубликовавшие статью в журнальчике Nature Communications.

Так художник представил себе жизнь на Земле в докембрийскую эпохуТак живописец представил для себя жизнь на Земле в докембрийскую эру
© Музей палеонтологии имени Орлова

«Природа намного умнее нас и она может обучить нас многому. Сейчас мы начали осознавать, что конкретно необходимо растениям для того, чтоб закрепиться в почве и достигнуть нутриентов и воды в ее глубинных слоях. Это может посодействовать нам узнать, как сделать сорта злаков, способных расти в весьма засушливой местности», — ведает Ю-чжу Чжан (Yuzhou Zhang) из Института науки и технологий Австрии в Клостернойбурге.

Как сейчас считают ученые, 1-ые деревья возникли посреди девонского периода, приблизительно 400 миллионов годов назад. Их возникновение резко изменило вид всей планетки – сухопутные растения сделали ее «зеленоватой», также породили огромное количество новейших видов звериных, в том числе сухопутных насекомых, и грибков, питающихся только растительной биомассой.

То, как выглядели эти 1-ые деревья, пока остается загадкой для палеонтологов – понятно только маленькое число «окаменелых лесов», особенного типа отложений сих пор, в каких сохранились настоящие стволы и корневые системы этих деревьев, оказавшиеся под землей благодаря извержениям пепла либо лавы.

Их исследование указывает, что флора тех пор были весьма необычными объектами – роль листьев у их исполняла особенная фотосинтезирующая кора, а по наружному виду они были похожи на карликовые деревья из современной тундры.

Относительно не так давно ученые начали колебаться в данной нам идее. Например, три года вспять геологи отыскали свидетельства того, что 1-ые грибы возникли на суше уже 440-460 миллионов годов назад, и они навряд ли могли бы существовать на суше сами по для себя, без помощи растений либо остальных источников органики, которой они должны были питаться.

Годом ранее генетики и палеонтологи проявили, что растения и мхи должны были выйти на сушу еще ранее, в конце кембрийского либо ордовикского периода, объединив данные раскопок и результаты сопоставления геномов мхов, папоротников и иных «старых» растений.

Подобные открытия, как отмечает Чжан, принуждают ученых задуматься о том, как появились 1-ые сухопутные растения и как конкретно они заполучили самую важную черту всех современных представителей флоры – способность «чувствовать» притяжение планетки и отращивать корешки.

Ответ на этот вопросец получить весьма не попросту, потому что в прошедшем ученые детально изучали устройство «датчиков гравитации» лишь у цветковых растений, а не их простых родичей и предшественников. Наиболее того, почти все биологи подозревают, что растения могут иметь не один, а несколько схожих регуляторов роста корней, большая часть которых остается неведомой для нас.

Австрийские исследователи и их коллеги из Китая заполнили этот пробел и раскрыли историю эволюции данной нам главный индивидуальности растений, сравнив то, как чувствуют гравитацию мхи, папоротники, плауны, водные растения, также цветковые и голосеменные растения.

Для этого ученые прорастили семечки и споры всех этих представителей флоры, дождались возникновения у их корня, повернули их на 90 градусов и начали глядеть за тем, в какую сторону он будет расти. Параллельно ученые изучали то, как были устроены клеточки их корней и как они реагировали на неожиданную перемену вектора гравитации.

Как оказывается, все сухопутные растения, не считая мхов, умели чувствовать гравитацию, но скорость их реакции на подобные сдвиги очень различалась. Корешки цветковых и голосеменных растений начинали поворачивать вниз уже через 4-6 часов опосля начала опыта, тогда как папоротники и мхи меняли вектор роста только через некоторое количество дней.

Причина этого пряталась в различиях в устройстве клеток корней всех этих растений. Во всех их присутствовали особенные структуры, так именуемые амилопласты. Они представляют собой скопления крахмала, чья плотность несколько выше, чем у окружающей их цитоплазмы клеток.

Благодаря этому, при наличии гравитации они будут «тонуть» и падать вниз, что помогает флоре ощущать притяжение Земли и корректировать направление роста корней, используя особенные гормоны-ауксины.

Чжан и его коллеги нашли, что амилопласты были распределены по корням различных растений неодинаковым образом. Они присутствовали лишь в клеточках на кончике корня цветочных и голосеменных представителей флоры, тогда как у папоротников и плаунов эти органеллы были случайным образом разбросаны по всему организму.

Подобные расхождения были свойственны для того, какие клеточки производили ауксины и как они распространялись по корням.

Соответственно, наличие амилопластов практически у всех представителей сухопутной флоры гласит о том, что они научились «ощущать» гравитацию и отращивать корешки фактически сходу опосля выхода на сушу. Это вышло, как подразумевают создатели статьи, около 500 миллионов годов назад.

С иной стороны, различия в поведении и распределении этих органелл молвят о том, что настоящая корневая система и способность чувствовать вектор притяжения возникли у представителей флоры существенно позднее, приблизительно 370 миллионов годов назад. В этот момент возникли праотцы цветочных и голосеменных растений, следы чьего фуррора можно узреть в любом угольном месторождении.

Что конкретно принудило их приобрести схожую способность, пока не понятно. Как уповают ученые, последующие раскопки и исследование геномов современных растений дозволит им отыскать ответ на этот вопросец.

Статья размещена в журнальчике Nature Communications
Источник: РИА Анонсы

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.