• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Биологи объяснили, почему у растений разная форма листьев


Земляника с различной формой листьев / © Zhongchi Liu Lab/University of Maryland

Форма, размер, структура и сложность строения листьев растений могут значительно отличаться даже у разных сортов одного вида, не говоря уже об их общем многообразии в природе. Наблюдаемые различия возникли не совсем случайно. Они обусловлены необходимостью терморегуляции, управления водным режимом листа и адаптации растений к условиям окружающей среды, таким как влажность воздуха и количества солнечного света. 

Разнообразие листьев определяется главным образом двумя факторами: сложностью листа и особенностями его края. Простой лист состоит из одной плоской пластинки, а сложный — из нескольких простых. В свою очередь, край листа может быть цельным, зубчатым или лопастным с разной глубиной зубцов.

Чтобы определить, от чего зависит характер развития листьев, биологи из Мэрилендского университета (США) и Шэньчжэньского института синтетической биологии (Китай) изучили их формирование на примере лесной земляники (Fragaria vesca). Исследователи определили два ключевых регуляторных пути, участвующих в развитии разной структуры листьев у трех мутантов земляники. Результаты своей работы ученые описали в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Обычно у земляники образуются сложные листья, состоящие из трех отдельных листочков, причем край каждого из них имеет четко выраженные зубцы. Но недавно был обнаружен мутант с одиночными листьями вместо тройных. В новом исследовании международная команда биологов идентифицировала мутант с тройными листьями, но более глубокими зубцами.

Краткое графическое представление результатов исследования / © Xi Luo et al, Current Biology (2024)

Подробно изучив геном этих трех вариантов земляники, ученые обнаружили два независимых пути, при помощи которых генетические факторы SL1 и SALAD определяют сложность и зубчатость листьев соответственно. Чем больше в зачатке листа синтезируется фактора SL1, тем более сложным он получится: тройным, пятерным и так далее. И наоборот, чем меньше в клетках на краю листа образуется фактора SALAD, тем более глубокие зубцы получаются. Удивительно, но эти два пути регуляции формы листьев в конце сходятся и влияют на работу одного и того же гена CUC2, который во многом отвечает за рост и деление растительных клеток. 

Причем выводы биологов не ограничиваются земляникой и могут применяться ко многим другим растениям. Эксперименты с Arabidopsis thaliana — стандартным модельным растением — показал аналогичную регуляцию особенностей листа. По мнению исследователей, эта связь может быть использована, чтобы помочь растениям адаптироваться или переносить более широкий спектр условий в разных климатических зонах.

«Если мы сможем настроить эту регуляцию, мы сможем, например, заставить растение производить больше биомассы, что потенциально будет способствовать увеличению производства фруктов. Мы также можем вывезти эту землянику куда-нибудь за пределы ее естественной среды обитания и расширить ее адаптивность, изменив морфологию листьев. Например, больше зубцов означает, что они будут иметь более высокую устойчивость к холоду. А более широкие и гладкие листья будут лучше адаптированы к более теплому климату», — объяснили авторы нового исследования.


Source: https://oaoo.ru/biolog/biologi-obiasnili-pochemy-y-rastenii-raznaia-forma-listev.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Ученые выяснили одну из возможных причин, почему рыбы плавают стаями, а не поодиночке

Ученые выяснили одну из возможных причин, почему рыбы плавают стаями, а не поодиночке / © Uxbona, ru.wikipedia.org Как...

Ленивые садоводы оказались лучшими друзьями бабочек

Бабочка-монарх / © Williamsburg Botanical Gardens Virginia, Flickr Первое научное свидетельство того, что наличие участков с высокой травой...

Люди часто неверно понимают кошек

Почти в трети случаев участники исследования ошибочно истолковали знаки кошачьего неудовольствия / © Zarina Lukash / Getty Images...

Самки птиц повели себя как «джентльмены»

Ученые обнаружили способность к символическим жестам у японских синиц / © Wiki Люди и человекообразные обезьяны при невербальном...

Дети чаще рождаются в тот же месяц, что и матери

Дети чаще рождаются в тот же месяц, что и матери / © Getty images / Автор: Cloelia Andronicus...

Запах слез женщины заблокировал мужскую агрессию

Кадр из фильма «Дрянные девчонки» / © Toner / Автор: Анастасия Кожевникова Ученые из Научного института Вейцмана (Израиль)...

Посадки деревьев усилят потепление на Земле

Полуостров Ямал. Глава Института космических исследований РАН Анатолий Петрукович еще в 2021 году в интервью журналу «Русский космос»...

Генетики заменили мышам гениталии на дополнительную пару конечностей

Конечности и наружные половые органы мышей происходят от общего зачатка / © pxhere.com Предыдущие исследования показали, что задние...

Шакалы спасают африканское племя от голода уже тысячи лет

Чепрачный шакал нюхает плод норы / © Saima Shikesho Чепрачные шакалы (Lupulella mesomelas), обитающие в южной и восточной...

Предки приматов жили парами

Purgatorius — род вымерших млекопитающих из отряда приматов, живших в палеоцене (66-56,8 миллионов лет назад) на территории Северной...

Птицы-медоуказчики научились распознавать языки местных африканских племен

Охотник за медом из племени яо с медоуказчиком / © Claire Spottiswoode / Автор: Milonia Larcius Охотники-собиратели некоторых...

Вулканические молнии признали возможной причиной возникновения жизни

Вулканические молнии признали возможной причиной возникновения жизни / © Midjourney Образование белков и нуклеиновых кислот — важнейший процесс...

Нейробиологи выяснили, как у человека появилась развитая новая кора мозга

Микрофотография органоида человеческого мозга / © Janine Hoffmann Неокортекс, или новая кора мозга, — относительно молодой набор слоев...

Впервые описан случай кормления молоком среди амфибий

Кольчатая червяга с детенышами / © Carlos Jared Внешним видом кольчатые червяги (Siphonops annulatus) напоминают мелких змей или...

Ученые рассекретили силу тепловизионного органа гадюк

© Getty Images / Автор: Visellia Orfius Животный мир полон интересных эволюционных решений в области сенсорного восприятия. Парящий...

Каждая третья человекообразная обезьяна может исчезнуть с лица земли из-за добычи металлов для электромобилей

Большинство районов с высокой плотностью популяции горилл, бонобо и обыкновенных шимпанзе, находятся в областях месторождений полезных ископаемых /...

В Думу внесли законопроект о биологических коллекциях и биоресурсных центрах

В Госдуму внесен законопроект, направленный на правовое регулирование работы биоресурсных центров и биологических коллекций, сообщает пресс-служба Совета Федерации...

Пауки-скакунчики предпочли не связываться с термитами в «полосатых мантиях»

Самец паука-скакунчика Phidippus regius / © wikipedia / Автор: Godefridus Victorinus В животном мире полосатый окрас — универсальный...

Генетики узнали, как наши предки потеряли хвосты

Генетики узнали, как наши предки потеряли хвосты / © Getty images Считается, что потеря хвоста у группы приматов,...

Новый вид жуков с гениталиями в форме открывалки назвали в честь Carlsberg

Новый вид жуков-стафилинид рода Loncovilius, названный Loncovilius carlsbergi в честь датской пивоваренной компании Carlsberg / Автор: Екатерина Лебедева...