Знакомая всем липкая смола, которую выделяют сосны и ели, оказалась настоящим оружием, которое деревья оттачивали сотни миллионов лет. Международная группа ученых из Германии и США раскрыла, как эволюционировали вещества, защищающие хвойные растения от жуков-короедов. Результаты опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследователи хотели понять, как хвойные деревья — сосны, ели, пихты — научились производить дитерпены. Это особые природные соединения в смоле, которые отпугивают насекомых и болезнетворные грибки. За их выработку отвечают специальные ферменты — дитерпенсинтазы.
«Даже небольшие изменения в их структуре заставляют деревья производить совершенно другие химические вещества», — объясняет автор исследования Эндрю О’Доннелл.
Чтобы заглянуть в далекое прошлое, ученые провели масштабный генетический анализ. Они реконструировали древние, давно исчезнувшие версии ферментов, а затем изучили их работу в лаборатории. Для этого гены этих ферментов вставляли в бактерии, которые начинали их производить, а затем анализировали, какие именно вещества получались в итоге.
Оказалось, некоторые защитные дитерпены, которые есть в смоле современных деревьев, появились около 300 миллионов лет назад. Это задолго до того, как сформировались известные нам виды сосен и елей. Другие, не менее важные вещества, возникли значительно позже и, что удивительно, независимо друг от друга у разных видов деревьев.
«Способность дерева адаптироваться к новым угрозам, например, к нашествию жуков-короедов, зависит от тех изменений, которые уже произошли в его метаболизме за миллионы лет», — поясняет руководитель исследования Джонатан Гершензон.
Сегодня смола хвойного дерева — это сложная смесь древних и относительно «молодых» дитерпенов. Ученые предполагают, что более современные из них могли появиться как ответ на возникновение жуков-короедов, что подтверждается находками окаменелостей. То есть, разные виды деревьев, двигаясь разными эволюционными путями, независимо друг от друга пришли к производству одинаковых веществ для защиты от общей угрозы.
Хвойные растения России: от могучей лиственницы до благородной пихты Дерево, которое при ранении истекает «кровью»
Читайте «Мою Планету» в Telegram