Почему у растений появляются колючки: ответ биологов

Шипы встречаются у самых разных растений, совершенно не похожих друг на друга. Ученые нашли ген, который отвечает за этот признак.

Согласно греческой мифологии, красные розы появились, когда Афродита поранила ногу о шип, и ее кровь упала на белую розу. С тех пор шипы роз ассоциируются с любовью, страданием и красотой, вдохновляя поэтов и художников.

Однако розы — не единственные растения с шипами. Колючки эволюционировали независимо у различных видов растений. Их основная функция — защита от травоядных животных. Они встречаются даже у некоторых сортов баклажанов и риса. Тем не менее, долгое время оставалось неясным, почему этот признак так часто возникает у столь неродственных видов.

Ученые лаборатории Cold Spring Harbor (CSHL) обнаружили, что одно и то же древнее семейство генов отвечает за колючки у многих растений, несмотря на миллионы лет эволюционного разделения, сообщает Phys.org. 

Роза в Нью-Йоркском ботаническом саду; некоторые сорта растут естественным образом «без шипов».

Источник: Jack Satterlee/Cold Spring Harbor Laboratory

Изучая баклажаны, ученые обратили внимание на семейство генов под названием LONELY GUY (LOG). Гены LOG обычно отвечают за выработку гормона, который вызывает деление и рост клеток. А некоторые мутации LOG устраняют шипы у баклажанов. Исследователи задались вопросом: могут ли гены, связанные с LOG, быть ответственными за появление и исчезновение шипов у множества растений на протяжении миллионов лет?

Команда начала изучать предыдущие исследования и связываться с коллегами по всему миру. Например, ученые из Корнеллского университета использовали редактирование генома для устранения шипов у паслена (Solanum centrale) — съедобной ягоды, произрастающей в Австралии. А исследователям во Франции удалось подавить шипы у роз. Всего команда связала шипы с генами, связанными с LOG, примерно у 20 видов.

Слева: растение розы, подвергшееся подавлению гена (колючки уменьшились). Справа: контрольный образец с полностью выросшими шипами.

Источник: Mohammed Bendahmane/INRAE, CNRS, Université de Lyon, France

Открытие может быть использовано для создания растений без шипов, а также имеет большое значение для понимания конвергентной эволюции — того, как совершенно разные виды независимо развивают похожие черты.

Возможно, когда-нибудь малоизвестные виды появятся на прилавках супермаркетов. Или, по крайней мере, садоводам не придется удалять надоедливые шипы роз.

Между тем, искусственный интеллект ищет пару самому одинокому дереву в мире. Речь идет об уникальном растении «Encephalartos woodii». На данный момент найден только мужской экземпляр.