Фото: Steinar Engeland / unsplash.com

Фото: Steinar Engeland / unsplash.com

Ученые нашли объяснение тому, каким образом цветковым растениям удалось стать доминирующими в экосистеме по всему миру, – причина в небольших размерах клеток по сравнению с другими растениями. Соответствующая статья исследователей из Университета Сан-Франциско и Йельского университета опубликована в PLOS Biology.

Сейчас цветковые растения (ангиоспермы) составляют до 90% всей растительности на Земле. Они появились относительно недавно – 150 млн лет назад – и очень быстро вытеснили доминировавшие до тех пор папоротники и хвойные деревья. На протяжении двухсот последних лет ученые пытались понять, каким образом это могло произойти в столь короткие по меркам эволюции сроки. Чарльз Дарвин называл столь быстрый успех ангиоспермов «ужасной тайной».

Исследования, проводимые в последние 30 лет, показали, что цветковые растения намного быстрее, чем мхи, папоротники и водоросли, осуществляют фотосинтез, за счет чего намного быстрее растут. Причина этого в листьях, строение которых способствует более быстрому переносу воды и поглощению углекислого газа.

Авторам нового исследования удалось выяснить, из-за чего именно листья ангиоспермов имеют такое подходящее для фотосинтеза строение: причиной этого стал более маленький размер генома цветковых растений.

Так как каждая клетка должна содержать копию генома растения, меньшие геномы позволяют клеткам иметь меньшие размеры. Из-за этого, в свою очередь, на единицу пространства может помещаться больше клеток, в том числе тех, которые специализируются на транспортировке воды и питательных веществ. Это и приводит к повышенной скорости фотосинтеза.

Сравнив несколько сотен видов растений, ученые обнаружили, что уменьшение генома началось около 140 млн лет назад – именно в это время самые ранние цветковые растения начали распространяться по всему миру.

Опубликованная работа, отмечает phys.org, объясняя вопрос успешности цветковых растений, ставит новые вопросы перед учеными. В частности, теперь предстоит понять, почему именно ангиоспермы способны уменьшать свои геномы больше, чем другие растения, а также как папоротники и хвойные деревья смогли избежать полного исчезновения, несмотря на свои большие геномы и клетки.