Цветущие растения произошли от растений без цветов. Известно, что функция нескольких генов, называемых генами MADS-box, создает характерные для цветов формы, такие как тычинки, пестики и лепестки. Хотя известно, что растения, которые не производят цветы, такие как мхи, папоротники и зеленые водоросли, имеют гены MADS-box. Однако до сих пор было не совсем понятно, как гены MADS-box работают у растений без цветов. Чтобы понять механизм эволюции цветка, необходимо понять, как гены MADS-box работают у растений без цветков.
Исследовательская группа под руководством профессора Мицуясу Хасебе из Национального института фундаментальной биологии обнаружила, что гены MADS-box контролируют подвижность сперматозоидов, деление клеток и удлинение стебля гаметофоров с помощью мха Physcomitrella patens. Аспирант Сидзука Косимидзу из исследовательской группы сказал: «У Physcomitrella patens есть шесть генов MADS-box, и мы проанализировали их функции, используя мох, в котором мы сломали эти шесть генов. Во мхе, который утратил функцию всех генов MADS-box, Жгутики сперматозоидов почти не двигались. Кроме того, в стебле увеличение длины препятствовало подаче воды к кончику, в котором плавают сперматозоиды для оплодотворения. Гены MADS-box имеют решающее значение для оплодотворения двумя способами: обеспечение достаточного количества воды для плавания сперматозоидов и производящие подвижные жгутики."
Профессор Хасебе сказал: «И гаметофор, и жгутики сперматозоидов были утрачены в процессе эволюции, поскольку цветковые растения адаптировались к засушливой среде на суше. Исходя из этого, вполне вероятно, что гены MADS-box, которые работали в гаметофоре, и жгутики сперматозоидов стали ненужными, и что цветок мог эволюционировать, повторно используя их для других функций. Интересно, что генетические регуляторные сети развития различаются между разными линиями растений, хотя они относительно консервативны у животных».
Результаты этих исследований были опубликованы в Nature Plants 3 января. Это исследование было проведено в рамках совместного исследовательского проекта Национального института фундаментальной биологии, SOKENDAI (Университет продвинутых исследований), Канадзавского университета, Токийского технологического института, Университета Мияги и Токийского университета..