В школьном курсе биологии мы усваиваем четкое и удобное правило: в клетках животных есть клеточный центр с центриолями, а в клетках высших растений его нет. Это одно из ключевых отличий, которое помогает нам решать тесты и заполнять таблицы. Но стоит копнуть глубже, и это незыблемое правило рассыпается, открывая захватывающую историю эволюции и адаптации в мире растений.
Так у кого же из растений на самом деле есть центриоли, и почему школьный учебник предпочитает об этом умалчивать?
Почему правило вообще существует?
Для начала, давайте отдадим должное школьной программе. Правило появилось не на пустом месте. Оно верно для подавляющего большинства растений, которые нас окружают и которые мы изучаем — для всех цветковых (покрытосеменных) и для большинства хвойных (голосеменных).
У этих растений действительно нет центриолей. Функцию организации микротрубочек при делении у них выполняет не клеточный центр, а другие структуры, так называемые центры организации микротрубочек (ЦОМТ). Упрощение «у высших растений нет центриолей» было сделано для удобства и в целом отражает ситуацию для самых эволюционно продвинутых групп. Но дьявол, как всегда, в деталях.
Исключения, которые подтверждают эволюцию
Центриоли в мире живого неразрывно связаны с другой структурой — жгутиками и ресничками. Основание любого жгутика (так называемое базальное тельце) — это и есть видоизмененная центриоль. Поэтому главный вопрос звучит так: «У каких растений есть клетки, способные двигаться с помощью жгутиков?». И здесь начинается самое интересное.
1. Низшие растения: водоросли; высшие споровые
У этих групп растений центриоли есть! Почему? Потому что их жизненный цикл все еще сильно зависит от воды. Их мужские половые клетки — сперматозоиды — должны активно плавать в воде, чтобы добраться до женской яйцеклетки. А для плавания им нужны жгутики. Следовательно, у них присутствуют и центриоли.
2. «Живые ископаемые», древние голосеменные
Это, пожалуй, самые удивительные исключения. Среди голосеменных растений, которые, казалось бы, уже являются «высшими», есть две древнейшие группы, сохранившие этот примитивный признак:
- Саговниковые (Цикадовые): Внешне похожи на пальмы, но на самом деле это очень древние голосеменные.
- Гинкговые: Единственный представитель — знаменитое дерево Гинкго билоба.
У этих растений развиваются гигантские, видимые невооруженным глазом, многожгутиковые сперматозоиды. Соответственно, в их клетках есть и сложные центриоли. Это прямой привет из эры динозавров, свидетельство того, что их предки оплодотворялись так же, как и папоротники.
Куда исчезли центриоли у «продвинутых»?
Почему же у сосны, ели и всех цветковых растений (от розы до пшеницы) центриолей нет? Ответ кроется в главном изобретении, которое позволило им окончательно порвать с водной средой — в пыльцевой трубке.
У этих растений мужские половые клетки — спермии — уже не плавают. Они пассивно доставляются к яйцеклетке по пыльцевой трубке, которая прорастает прямо внутрь женских органов цветка. Потребность в движении отпала. А вместе с ней за ненадобностью исчезли жгутики, а следом и центриоли. Эволюция не любит хранить лишние детали.
Вывод
Так что, отвечая на ваш вопрос: да, у некоторых растений есть центриоли. И история о том, почему они у них есть, а у других нет — это и есть захватывающая история эволюции. Школьное правило — это полезная, но грубая карта. А настоящая наука показывает нам сложный и детализированный ландшафт, где каждая деталь имеет свое объяснение.
Присутствие или отсутствие центриолей — это не случайность, а четкий эволюционный маркер, указывающий на способ размножения и степень зависимости растения от воды.
Источники для углубленного изучения
- Vaughn, K. C., Harper, J. D. "The Centrosome in Plants: A Stand-In for the Centrosome."
- Pickett-Heaps, J. D. "The Centrosome and the Spindle."
- Raven, P. H., Evert, R. F., Eichhorn, S. E. "Biology of Plants."
А какие еще «незыблемые» правила из школьной биологии вызывают у вас вопросы? Давайте обсудим их в комментариях!