Листья растений бывают самых разных форм, размеров и сложности. Некоторые листья большие и гладкие, другие поменьше и более рельефные. Морфологические различия способствуют выживанию растений, а также помогают регулировать температуру и транспортировать воду от корней к остальным частям, пишет Phys.org.
Например, изменение морфологии листьев клубники может повысить ее способность приспосабливаться к новой среде обитания. Большее количество зубцов на листьях улучшает устойчивость к холоду, а более широкие и гладкие листья помогают растению прижиться в теплых условиях.
Ученые определили два ключевых регуляторных пути, участвующих в развитии листьев на трех типах растений клубники. Под руководством генов, отвечающих за различную сложность листьев каждого растения (одиночный или несколько листочков) или особенности края (гладкие или зубчатые края), два пути по очереди формировали растение с течением времени.
Оба пути влияют на растения клубники на разных стадиях развития. Например, генетический путь, контролирующий сложность листьев, может привести к формированию однолистных структур вместо типичной трехлистной модели роста клубники.
По мере роста клубники, гены, связанные с формированием края листьев, могут ограничивать активность гена CUC2, который отвечает за рост и деление растительных клеток. Ограничение влияет на глубину зазубрин на листьях. Эти генетические пути работают совместно для активации или ингибирования гена CUC2, что приводит к появлению растений различной формы. Это разнообразие форм повышает выживаемость растения.
Так происходит не только с клубникой. Эксперименты с арабидопсисом (небольшим цветковым растением, родственным капусте и горчице) показали аналогичную регуляцию особенностей края листа. Это позволяет предположить, что данные механизмы формирования могут применяться и ко многим другим растениям.
Знания о том, как растения контролируют форму своих листьев, дает ученым новые инструменты, которые помогут растениям противостоять жаре и другим климатическим условиям, а также экономить воду.
Ранее ученые раскрыли главную функцию «листьев-зомби» у папоротника. Обычно, если листья папоротника отмирают, растению они больше не нужны. Однако с папоротником Cyathea rojasiana все обстоит иначе: его мертвые листья продолжают функционировать.