Почти 140 лет назад Чарльз Дарвин писал своему другу Джозефу Гукеру о происхождении цветковых растений называя это отвратительной тайной эволюции. И эта тайна будоражила умы учёных многие годы, а термин стал обозначать загадки связанные с эволюцией покрытосеменных растений. Цветковые или Покрытосеменные растения, являются доминирующими в большинстве современных наземных экосистемах, но как они оказались настолько успешными, конкурируя с папоротниковыми и хвойными, считается одной из самых серьёзных тайн в эволюционной биологии.
Где-то между 120 и 150 миллионами лет назад цветковые растения начали захватывать мир, что привело к ослепительному разнообразию цветов, которые есть на сегодняшний момент. Цветущие растения быстро укоренились и теперь составляют почти 90 процентов всех видов растений. Сам Чарльз Дарвин был озадачен их большим разнообразием, и ученые с тех пор предлагали ему потенциальные причины, начиная от влияния опылителей и перестановки генов.
В последние годы было доказано, что успех множества цветковых растений можно объяснить большими скоростями фотосинтеза благодаря их специализированным листьям. Считается, что именно из-за этой черты цветущие растения смогли перехитрить хвойные и папоротниковые растения, которые доминировали миллионы лет.
После чего вопрос заключался в том, как цветущие растения могли разработать такие специализированные листья, которые помогли обеспечить им успех?
Новые исследования показывают, что для того, чтобы конкурировать с тогдашними доминирующими хвойными и папоротниковымими, цветковые растения сокращали свои геномы. В поисках ответов исследователи Кевин Симонин и Адам Родди просмотрели существующие данные и обнаружили прямую связь между успешным развитием растений и размером их генома, то-есть количества ДНК в каждой клетке.
Объединив данные, Симонин и его соавтор Родди показали, что цветущие растения прошли через значительное изменение генома по мере их развития, в то время как геномы их более примитивных родственников остались примерно одинаковыми. Меньшие геномы означают возможность создания меньших ячеек. А с меньшими строительными блоками, цветущие растения могут создавать более сложные сети, чтобы поддерживать свои клетки в гидратации и большие поры в листьях, чтобы извлекать углекислый газ, который необходим для производства питательных веществ.
Затем исследователи совместили показатель размера генома с родовым деревом растений. Разумеется, цветущие растения начали сокращать свои геномы примерно в то время, когда они начали покорять мир. Наличие большего разнообразия клеточных строительных блоков, по-видимому, дало им преимущество, после чего они должны были опередить папоротники и сосны. Что в прочем не плохо. Так как Цветковые растения дают большую часть пищи нам, а также кормят многих животных.
Независимо от того, что конкретно Дарвин воспринимал как настоящую отвратительную тайну, текущее исследование действительно открывает дверь для понимания истории покрытосеменных.
