Почему растений так много
Нынешним многообразием наземных растений мы обязаны двум масштабным генетическим перестройкам, случившимся в далёком прошлом. В результате этих изменений растения получали дополнительные копии генома, что позволило достичь в эволюции большей специализации и привело к богатому разнообразию видов.Видео: ПОЧЕМУ АКИНФЕЕВ ТАК МНОГО ПРОПУСКАЕТ
Живое ископаемое, современник динозавров — гинкго двулопастный, или «серебряный абрикос» (фото Forest Clay). |
Фантастическое многообразие семенных растений — а именно они составляют подавляющее большинство наземных видов флоры — давно озадачивало учёных. Самая труднопостижимая черта этого изобилия заключается в том, что этих растений было много издавна, то есть буйство форм наблюдается уже в доисторических окаменелостях.
Видео: Израиль - это так много значит!
Группе исследователей из Пенсильванского университета (США) удалось обнаружить причины такого преуспевания растений. Они обработали более миллиона секвенированных растительных геномов, сравнивая более молодые виды с древними. Известно, что в прошлом растения несколько раз претерпевали значительные генетические метаморфозы, которые и обеспечивали взрыв видового разнообразия. Учёные во главе с Клодом де Памфили предположили, что эти изменения имели общие черты и происходили по одной схеме, а не были разрозненными, случайными генетическими событиями.
В результате группа обнаружила в истории развития растений два случая полиплоидии, крупнейших изменений в геноме. Полиплоидия заключается к кратном умножении генетического материала организма, то есть каждой хромосомы, каждого гена становится в два–три–четыре (и более) раз больше. Для позвоночных такая мутация обычно смертельна, а вот растениям всё ничего. Более того, они извлекают из полиплоидии определённую выгоду. В поколениях большинство генов-двойников теряется, но те, что остаются, могут брать на себя часть работы «исходников», и это приводит к большей специализации генов в геноме и повышению эффективности функционирования.
Случаи полиплоидии в эволюции растений были известны, но их относили к прошлому, отстоящему от нас на 125–150 млн лет. О более ранних перестройках генома только подозревали, не имея чётких доказательств. И вот доказательства появились. По данным исследователей, первый мутационный «взрыв» случился около 320 млн лет назад у тогдашнего общего предшественника голосеменных и покрытосеменных. Второй «взрыв» имел место между 192 и 210 млн лет назад, уже в группе покрытосеменных растений, что и дало им беспримерные возможности для видовой экспансии.
В своей работе учёные следили не за всей массой генов всех доступных геномов растений, а за несколькими ключевыми «игроками». Большинство из них контролирует процесс индивидуального развития организма из зародыша во взрослое состояние. Именно за счёт умножения и дифференцировки таких генов растениям удалось пережить массовые вымирания живых организмов, вроде того, которое выкосило динозавров около 65 млн лет назад.
Видео: [БЦ 18+] Почему китайцев так много
По словам учёных, подавляющее большинство современных видов растений обязано своим существованием именно двум большим генетическим «взрывам», умножавшим растительный геном в далёком прошлом.
