Геном растений сохранил историю освоения суши
Ученые из Великобритании изучили геномы 532 видов растений из разных систематических групп. Это позволило реконструировать эволюцию водного обмена у растений и этапы освоения ими суши за последние полмиллиарда лет.
На протяжении большей части истории Земли суша оставалась безжизненной. Ученые считают, что среди растений «первопроходцами» на ней стали небольшие и примитивные предки мхов, которые приобрели необходимые адаптации водного обмена примерно 500 миллионов лет назад. Это стало первым шагом на пути к продвижению растений вглубь материков и их огромному разнообразию на современной Земле.
Сейчас наземные (или высшие) растения распространены повсеместно. Все они потомки единственной древней водоросли, однако за прошедшие полмиллиарда лет очень сильно изменились. Исследователи из Университета Эссекса (Великобритания) решили разобраться с их эволюционной историей. Ученые рассмотрели 532 вида из различных систематических групп, включая геном и транскриптом (совокупность молекул РНК).
Первые растения суши были вынуждены обеспечивать себе воду и элементы питания совсем не так, как это делали их предки-водоросли — напрямую впитывая из окружающего раствора. В новой среде обитания растениям также пришлось стать крупнее и прочнее.
Биологи уверены, что первым шагом на пути растений к полноценной жизни на суше стало возникновение устьиц — микроскопических пор на зеленых листьях и стеблях. Их открывание обеспечивает поступление в ткани необходимого для фотосинтеза углекислого газа, а закрывание предотвращает избыточное испарение воды.
У водорослей устьиц нет, но они есть у мхов — самых примитивных наземных растений. Согласно новой статье в журнале New Phytologist, эти структуры возникли в процессе эволюции всего один раз: самые первые «сухопутные» растения уже имели все необходимые для формирования устьиц гены.
И все же одних устьиц недостаточно: необходимы механизмы, регулирующие их работу. Авторы считают, что закрывать устьица научились уже первые наземные растения. Однако у их потомков этот процесс происходит быстрее благодаря так называемой дупликации генов. Во время этого процесса возникают две копии одного гена, одна из которых сохраняет исходную функцию, а вторая может приобрести новую.
Помимо устьичного аппарата, на суше растениям потребовались также специализированные проводящие ткани. Благодаря им вода с растворенными веществами может перемещаться по растению гораздо эффективнее. Согласно новой статье, возникновение таких тканей связано не с новыми генами, а с изменением функций уже имевшихся.
Водоросли поглощают воду и элементы питания всей поверхностью прямо из водоема. На суше это невозможно, поэтому высшим растениям потребовались корни, с помощью которых они закрепляются в почве и впитывают необходимые растворы.
Оказывается, с корнями связаны два отдельных эволюционных события. Первое — появление корневых волосков, микроскопических выростов с большой удельной поверхностью. Волоски возникли намного раньше и присутствовали уже у общего предка всех наземных растений. Второе событие — образование корня как крупного самостоятельного органа — произошло намного позже. Далее у растений возникли еще и боковые корни, которые сделали корневую систему более эффективной.
Выходит, эволюция высших растений происходила поэтапно и была связана с несколькими важными изменениями в их строении. Авторы исследования подчеркивают, что движущей силой эволюции растений следует считать именно регуляцию водного обмена и что их выводы могут быть полезны для сельского хозяйства.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователи из МИЭМ ВШЭ и ИПКОН РАН разработали новую математическую модель мониторинга, которая позволяет фиксировать источник опасных подземных вибраций в реальном времени. Технология поможет снизить риск повреждения зданий, дорог и другой инфраструктуры рядом с карьерами и шахтами.
Ученые Сеченовского Университета установили, что возраст существенно меняет реакцию нейронов на ишемический инсульт: у пожилых пациентов клетки мозга быстрее теряют способность поддерживать энергетический обмен и значительно чаще запускают программу клеточной гибели. Эти изменения могут быть одной из причин, почему стандартные нейропротективные подходы нередко оказываются менее эффективными у пациентов старших возрастных групп.
Ученые выяснили, что один из типов иммунных клеток — естественные киллеры — и выделяемые ими микроскопические пузырьки (везикулы) подавляют рост бактерий, устойчивых ко многим антибиотикам. Более того, в экспериментах эти клетки и их везикулы сделали микроорганизмы уязвимее перед существующими лекарствами. В перспективе такой инструмент может лечь в основу новых антибактериальных препаратов и вспомогательных средств для усиления эффекта традиционных антибиотиков.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии