Решение «отвратительной тайны» Дарвина: как цветущие растения завоевали мир

Более 200 лет ученые размышляли о невероятном разнообразии и успехе цветущих растений, которые составляют основу нашей пищевой системы и отвечают за подпитку большей части того разнообразия животных, которое мы видим сегодня.За последние тридцать лет исследователи показали, что цветковые растения обладают беспрецедентной скоростью фотосинтеза. Это позволило им расти быстрее и превзойти папоротники и хвойные деревья, которые доминировали в экосистемах на протяжении сотен миллионов лет.

Секрет метаболического успеха цветковых растений заключается в их специализированных листьях, которые способствуют более быстрому переносу воды и поглощению углекислого газа. Но как у цветковых растений появились листья, способные к такой высокой скорости транспирации и фотосинтеза?Это новое исследование обеспечивает механизм. Изучая литературу в поисках данных, авторы утверждают, что эти анатомические инновации напрямую связаны с размером их генома.

Поскольку каждая клетка должна содержать копию генома растения, меньшие геномы позволяют клеткам быть меньше, а если клетки меньше, то большее количество клеток (например, специализированных для фотосинтетического метаболизма и транспорта воды и питательных веществ) может быть упаковано в заданный объем. пространства. Кроме того, уменьшение размера каждой клетки может повысить эффективность доставки воды и питательных веществ.

Сравнивая сотни видов, исследователи обнаружили, что уменьшение размеров генома началось около 140 миллионов лет назад и совпало с распространением самых ранних цветковых растений по всему миру. «Цветковые растения — самая важная группа растений на земле, и теперь мы наконец знаем, почему они добились такого успеха», — говорят они.Хотя это исследование дает ответ на главный вопрос, оно открывает двери для многих других.

Почему цветковые растения смогли уменьшить свои геномы больше, чем другие группы растений? Какие новшества в структуре генома и упаковке были использованы у цветковых растений?

Как папоротникам и хвойным деревьям удалось избежать исчезновения, несмотря на их большие геномы и клетки?


Портал обо всем