Растения использовали гены бактерий и грибов, чтобы колонизировать сушу

Водоросли долго не могли укрепиться на суше. Для этого им нужно было изменить метаболизм и адаптировать биологические функции под новые условия. Китайские ученые выяснили, как же все-таки растениям удалось покорить сушу. Оказалось, что в этом им помогли гены… грибов и бактерий, которые растения заимствовали у них в ходе эволюции.

1.

Растения использовали гены бактерий и грибов, чтобы колонизировать сушу
Растения вышли на сушу из воды примерно 450 миллионов лет назад.

Процесс был очень долгим. Первые водоросли появились 1,2 миллиарда лет назад. И лишь спустя 750 миллионов лет они стали осторожно осваивать новые рубежи на поверхности планеты.

Гигантские грибы вместо деревьев
Первыми массивными объектами на суше были грибы. Выглядели они, как массивные высокие колонны.

Прототакситы – так называли эти здоровенные «столбы» 8 метров высотой и полтора метра шириной. Сперва ученые считали, что это водоросли, но в 20 веке ученые доказали, что прототакситы имеют трубчатую структуру и больше всего похожи на современные грибы.

2.

Растения использовали гены бактерий и грибов, чтобы колонизировать сушу
Деревьев тогда на суше не было. Бактерий тоже. Поэтому грибы могли расти долго и достигать гигантских размеров. В дальнейшем, с распространением бактерий, а затем и растений, исполинские грибы были вытеснены.

Как грибы и бактерии помогли растениям выбраться на сушу
В природе есть уникальный механизм, который называется Горизонтальный перенос генов.

К примеру, митохондрии в наших клетках тоже имеют бактериальную историю. Когда-то древние одноклеточные — наши далекие предки — захватывали бактерии. Со временем это привело к появлению у этих одноклеточных митохондрий. Сейчас митохондрии — важные «энергетические станции» наших клеток, которые помогают извлекать энергию с помощью кислорода.

Таким образом, обмен генами между разными видами — не редкость в природе. Однако обычно это происходит у одноклеточных. А здесь речь о переносе генов у многоклеточных!

Подобное произошло несколько сотен миллионов лет назад с растениями, которые получили гены микроорганизмов и грибов. И эти гены позволили им адаптироваться к жизни на поверхности.

Результаты исследования группы китайских ученых опубликованы в журнале Molecular Plant.

Оказалось, что гены, которые достались растениям от других организмов, сейчас отвечают за очень важные биологические функции: реакции на стресс, метаболизм и рост.

Эти гены позволили растениям получить новые свойства и адаптироваться к совершенно новой среде — суше!

Грибы и бактерии, кроме передачи генов, сыграли и еще одну важную роль в развитии растений на суше. Они перерабатывали растения, формируя почву, которая и стала фундаментов для новых поколений растений.

Первопроходцам было очень трудно осваивать сушу. Ведь слой почвы еще не был накоплен. А расти приходилось в палящих лучах ультрафиолета, гораздо более убийственного, чем в наши дни. Поэтому первые растения появились на мелководье и в заболоченных местах.

Куксония и риниофиты. Как выглядели первые растения
Любопытно, что растения того времени, сочетали в себе признаки грибов и мха.

Одним из первых растений, которое стало процветать на суше, стала куксония.

3.

Куксония
Растения использовали гены бактерий и грибов, чтобы колонизировать сушу
В высоту куксония едва достигала 5 сантиметров. Размножалась спорами. А к поверхности крепилась ризоидами — это корневые ниточки, которые есть у современных лишайников, мха, грибов и некоторых видов водорослей.