Як у троянд з'явилися шипи? Вчені розгадали таємницю віком 400 млн років

Троянда із шипами давно стала улюбленим образом поетів – вона красива та водночас небезпечна. Багато інших видів рослин також мають колючий захисний механізм – як-от ожина, малина і навіть деякі види помідорів.

Нове дослідження показало, як абсолютно різні рослини, які протягом мільйонів років еволюціонували окремо одна від одної, змогли набути спільної особливості – шипів.

Його результати опублікували у науковому журналі Science, повідомляє CNN.

Шипи виникли щонайменше 400 мільйонів років тому. Тоді з'явилися папороті та їхні родичі, деякі з яких мали колючі стебла. Відтоді ця ознака з'являлася і зникала в різні періоди еволюції.

Один з найрізноманітніших родів рослин, відомий як пасльонові (Solanum), до якого належать картопля, помідори та баклажани, вперше обзавівся шипами 6 мільйонів років тому. Сьогодні він налічує понад 1 тисячу видів, близько 400 з яких є колючими.

Поява спільної ознаки у різних видів називається конвергентною еволюцією. Вона відбувається тоді, коли види подібним чином пристосовуються до певних умов навколишнього середовища.

Шипи є еволюційно сформованим захистом від травоїдних тварин. Також вони можуть сприяти зростанню конкуренції між рослинами та утриманню води.

Раніше було невідомо, що саме змушує неспоріднені рослини вирощувати шипи. Нове дослідження показало, причиною є стародавня родина генів, відома як Lonely Guy (у перекладі – "самотній хлопець"), або LOG.

Для аналізу вчені видалили шипи у різних видів рослин, включаючи троянди та баклажани. Вони виявили, що ген LOG відповідає за шипи у 20 досліджуваних видів.

За словами співавтора дослідження Закарі Ліппмана, гени, пов'язані з LOG, є у всіх рослин, навіть у мохів. Вони відповідають за активацію гормону цитокініну, який є важливим для поділу і розширення клітин, що впливає на ріст рослини.

"Це не означає, що існував один спільний предок, який мав колючки, а потім протягом 400 мільйонів років вони поширилися на всіх інших, а потім спорадично втрачалися.

Насправді вони досить легко з’являються у різних лініях. Питання полягає в тому, як часто конвергентна еволюція стосується не лише ознак, які ми бачимо, але й генів, що стоять за цими ознаками?" – зауважив Ліппман.

До цього дослідження за допомогою іншого методу видалення шипів вчені намагалися вивести рослину, яка природним чином їх втратила. Тому сьогодні існують деякі види троянд без шипів.

Але тепер, коли ген, відповідальний за шипи, ідентифікували, науковці можуть видалити їх за допомогою редагування геному. Це може з легкістю створювати більше варіацій та мати менший вплив на ріст і плодоношення рослини.

У сільському господарстві видалення шипів може полегшити збирання врожаю і прокласти шлях до потрапляння маловідомих продуктів у магазини.

Нагадаємо, вчені знайшли живий організм з найбільшим геномом. Нею виявилася невеличка рослина із групи папоротеподібних.