• 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

Обнаружен новый способ ориентирования у электрических рыб

Физическая основа для электролокации на основе электрических органов / © Federico Pedraja et al. Помимо знакомых нам органов...

Экологи подсчитали, скольким видам угрожают кошки

Кот мейн-кун на охоте / © Getty Images/Nils Jacobi / Автор: Euclio Drusus В центре внимания авторов новой...

Гипергравитация сделала экзоскелет саранчи прочнее

Саранча перелетная (Locusta migratoria) / © Wikimedia / Автор: Regulus Tremerus Многие биологические материалы, такие как кость, дерево,...

Бактерии помогли растениям вырасти в лунном грунте

Всходы Nicotiana benthamiana в субстрате, имитирующем лунный реголит / © Yitong Xia, et al. / Автор: Messiena Lucretius...

Генетики обнаружили на X-хромосоме кошачьих «горячую точку» эволюции

Детеныши тигра и льва / © www.independent.co.uk / Автор: Андрей Чернов Кошачьи — это семейство своеобразных хищных зверей,...

Секвенирование генома раскрыло историю исчезнувших шерстистых собак индейцев

Шерстистая собака, жившая в XIX веке, в представлении художника. Ее шкура хранится в Смитсоновском институте в США /...

Самки птиц повели себя как «джентльмены»

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

У кошек насчитали почти 300 выражений морды

Многие люди до сих пор ошибочно считают кошек в значительной степени асоциальным видом / © Unsplash / Автор:...

Микробиом из кишки личинки станет «машиной» по переработке пластика

Zophobas atratus / Ⓒ The Scientist / Автор: Caristania Fabricius В последнее десятилетие личинки чешуекрылых и жесткокрылых насекомых, таких как Tenebrio...

Форма головы повлияла на сон плоскомордых собак

© Flickr/ Chris / Автор: Наталья Федосеева Эксперимент провели специалисты Будапештского университета совместно с коллегами из Института когнитивной...

Размер яичек у самцов стеклянных лягушек оказался связан с отцовскими качествами

Самец сетчатой стеклянной лягушки (Hyalinobatrachium valerioi) ухаживает за кладками икринок / © Francesca Angiolani Бесхвостые земноводные семейства Centrolenidae...

Нейробиологи впервые проследили, как серотонин и дофамин определяют «честность» выбора у человека

Схема эксперимента. Слева (a) показано размещение электрода, пунктирным кружком выделена целевая область мозга — черное вещество. Справа (b)...

Ученые впервые увидели размножение гигантских антарктических морских пауков

Антарктический морской паук рядом с кладкой яиц. / © R. Robbins Морские пауки (класс Pycnogonida) — это группа...

Ветеринары выяснили, что собаки любят смотреть по телевизору

© Getty Images/iStockphoto / Автор: Godefridus Victorinus Как рассказала одна из авторов работы, опубликованной в журнале Applied Animal...

Северные олени научились видеть ультрафиолет, чтобы находить лишайники зимой

Северный олень (Rangifer tarandus) / © photogeographic.ru / Автор: Visellia Orfius Северный олень (Rangifer tarandus) стал одним из...

Ихтиологи узнали, как сантиметровая рыбка издает звуки, сравнимые с шумом реактивного двигателя

Danionella cerebrum — крошечная прозрачная рыбка семейства карповых / © Getty images Danionella cerebrum — крошечная прозрачная рыбка...

Камеры в ошейниках раскрыли предпочтения павианов в выборе экскрементов

Примеры поедания павианами экскрементов антилоп (a, b, c); встреча павиана с антилопой-дукером / © Ben J. Walton et...

Хищного червя поймали на убийстве паука в его собственной паутине

Плоский червь охотится на самку паука / © João C. F. Cardoso / Автор: Павел Сорокин Пауки —...

Биологи впервые вывели корову, которая дает молоко с человеческим инсулином

© Unsplash Спрос на человеческий инсулин — гормон, секретируемый эндокринной частью поджелудочной железы и помогающий поддерживать глюкозу в крови на необходимом уровне...

Открытие восьми новых видов пчел разрешило загадку Миченера

Филогения микронезийских (розовый), фиджийских (зеленый) и французских полинезийских (фиолетовый) пчёл рода Hylaeus / © James B. Dorey et...