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 В шаровых звездных скоплениях должно быть немало небольших черных дыр, но астрономам редко удается их обнаружить. И вот ученые нашли первую черную дыру звездной массы в огромном скоплении Омега Центавра. Объект оказался менее массивным, чем ожидали специалисты, зато с огромным орбитальным периодом.
Долгие годы ультразвуковое исследование (УЗИ) было единственным методом медицинской визуализации в космосе. Однако в 2025 году экипаж коммерческой орбитальной миссии впервые получил диагностические рентгеновские снимки.
Квантовая природа самого пространства могла сделать Вселенную ровной и однородной сразу после ее рождения. К такому выводу физики пришли, изучив одну из современных моделей квантовой гравитации. Выяснилось, что в ней различия в расширении пространства по разным направлениям — так называемые анизотропии — сглаживаются сами собой, без специальных условий. Если выводы ученых верны, это поможет решить одну из главных загадок современной космологии: как ранняя, крайне неоднородная Вселенная стала настолько гладкой, какой мы наблюдаем ее сегодня?
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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