450 миллионов лет назад первые растения оставили водную жизнь. Исследователям из CNRS и Университета Тулузы III - Поль Сабатье в сотрудничестве с INRAE удалось продемонстрировать, что эта колонизация земли растениями стала возможной благодаря партнерству между растениями и грибами. Проверка этой 40-летней гипотезы позволяет нам понять этап, который имел решающее значение для развития жизни на Земле. Исследование опубликовано в журнале Science 21 мая 2021 года.
Около 450 миллионов лет назад первые растения покинули воду, чтобы жить на суше. Для этого им пришлось приспособиться к засушливости земли. В 1980-х годах изучение окаменелостей привело к гипотезе о том, что союз растений и грибов мог быть источником растительной растительности. Это только что подтвердила международная исследовательская группа1 под руководством французских ученых2
Чтобы понять жизнь в прошлом, исследователям пришлось изучить современные растения. Они относятся к одной из двух основных категорий: сосудистые растения со стеблями и корнями и несосудистые растения, такие как мхи, называемые мохообразными.
Большинство растений живут в симбиозе с грибами, при котором два организма взаимовыгодно обмениваются ресурсами. Предыдущие исследования показали существование генов, необходимых для правильного функционирования этого симбиоза, особенно у сосудистых растений. Здесь ученые сосредоточились на мохообразном, напоминающем суккулентное растение (см. изображение), для которого такие гены еще не были изучены: Marchantia Palaacea.
Изучая М.paleacea, они смогли продемонстрировать перенос липидов между растением и грибком, аналогичный наблюдаемому у сосудистых растений. Адаптировав использование CRISPR, молекулярного инструмента, который позволяет точно расщеплять ДНК, они смогли модифицировать ген, предсказанный как «симбиотический». Как и у сосудистых растений, прерывание липидного обмена между растением и грибком приводит к нарушению симбиоза у мохообразных.
Общий предок этих двух групп растений, колонизировавших сушу, должен был, таким образом, обмениваться липидами с грибами, как и современные растения. Таким образом, 450 миллионов лет спустя одна из тайн первых шагов жизни на суше наконец-то раскрыта.
Примечания
1- Многочисленные международные сотрудники внесли свой вклад в это исследование, в том числе Кельнский университет и CIBSS - Центр интегративных биологических сигнальных исследований при Фрайбургском университете в Германии; Кембриджский университет в Великобритании; Цюрихский университет в Швейцарии; и Университет Тохоку в Японии.
2- Команды Лаборатории научных исследований в области растений RSV (CNRS/Университет Тулузы III - Поль Сабатье); Федерация агробиологических наук, взаимодействий и исследований биоразнообразия (CNRS/Toulouse INP/Université de Toulouse III - Paul Sabatier/INRAE); участвуют Лаборатория взаимодействий растений и микробов (LIPM) (CNRS/INRAE) и Институт сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний (Inserm/Université de Toulouse III - Paul Sabatier).