Joel Kontinen
Uusi tutkimus on valaissut, kuinka kasvit kehittivät kykynsä reagoida ympäröivän ilman muuttuvaan kosteuteen, ja se oli evolutionistien mukaan luultavasti ominaisuus sekä kukkivien kasvien että saniaisten yhteiselle esi-isälle.
Sääntelymekanismin avain on pienet reiät tai huokoset
lehtien pinnalla, joita kutsutaan ilmanrakoksi eli stomatiksi. Niiden avulla kasvi
voi säätää hiilidioksidikaasun ottoa polttoaineeksi fotosynteesiin ja
vesihöyryn häviämistä - jatkuva tasapainotus, joka edellyttää huokosten
avautumista ja sulkeutumista muuttuvien olosuhteiden mukaan.
Tämä kyky on tärkeä maataloudelle, koska se auttaa
viljelykasveja käyttämään vähemmän vettä kasvaakseen. Kasvit kehittivät ensin
stomatat pian sen jälkeen, kun ne olivat siirtyneet vedestä maahan, noin 450 miljoonaa vuotta sitten, mutta tutkijat ovat edelleen epävarmoja siitä,
millaista evoluutiopolkua he käyttivät ja missä vaiheessa kasvit pystyivät
valitsemaan, avataanko vai suljetaanko huokoset vastauksena ympäristöön.
Viimeksi kehittyneissä kasveissa - kukkivissa
kasveissa - stomatan sulkeminen kuivuuden vuoksi laukaisee aktiivisesti useita
sisäisiä signaaleja, mukaan lukien abscisiinihappo (ABA) -hormonin, mutta
tutkijat ovat kamppailleet ymmärtääkseen, esiintyykö tämä mekanismi myös vanhemmissa
kasviryhmissä.
Current Biology -lehdessä julkaistussa uudessa
tutkimuksessa Birminghamin yliopiston tutkijat ovat löytäneet todisteita siitä,
että Ceratopteris richardii -saniaislaji sulkee aktiivisesti stomatansa
käyttämällä samanlaisia signaaleja. Tästä puolivedestä peräisin olevasta
trooppisesta saniaisesta on äskettäin tullut ensimmäinen malli, jolla tutkitaan
saniaisten perheen kehityksen geneettistä hallintaa, ja se auttaa tiedemiehiä
selvittämään pitkän kehityshistorian varhaisimpien maalla elävien kasvien
(sammal, maksa- ja sarvikasvi) ja nykyaikaisten kukkivien kasvien välillä,
jotka hallitsevat nykypäivän ekosysteemejä.
Tiimi käytti RNA -sekvensointitekniikkaa erilaisten
stomataalisten vasteiden taustalla olevien geneettisten mekanismien
tunnistamiseen ja pystyi osoittamaan saniaisen kyvyn sulkea stomatat
vastauksena alhaiseen kosteuteen tai vasteena ABA:han sisältää kopioita
geeneistä, joiden tiedetään jo hallitsevan stomatat kukkivissa kasveissa.
Tulokset viittaavat siihen, että sekä saniaiset että kukkivat kasvit
kehittyivät käyttämällä samanlaisia stomatal -sulkemismenetelmiä. Tämä
osoittaa, että nämä mekanismit olivat läsnä - ainakin jossain muodossa -
kummankin ryhmän viimeisen yhteisen esi -isän stomatassa.
Tohtori Andrew Plackett, Birminghamin yliopiston biotieteiden korkeakoulusta ja Birminghamin metsätutkimuslaitoksesta, johti tutkimusta yhteistyössä Bristolin yliopiston ja Oxfordin yliopiston ryhmien kanssa. Hän sanoi: "Tiedämme, että kasveilla on ollut stomatat suurimman osan kehityshistoriansa aikaa, mutta evoluutiopiste, jossa kasvit pystyivät avaamaan ja sulkemaan ne aktiivisesti, on ollut kiistanalainen. "Olemme pystyneet osoittamaan, että samat aktiiviset sulkemismekanismit, joita löytyy kukkivista kasveista, ovat myös saniaisissa, paljon vanhemmassa kasviryhmässä. Mahdollisuus ymmärtää paremmin, miten nämä mekanismit ovat muuttuneet kasvien kehityksen aikana, antaa meille hyödyllisiä työkaluja oppia lisää siitä, miten ne toimivat. Tämä on tärkeää auttaaksemme satojamme sopeutumaan tuleviin ympäristön muutoksiin. "
Alistair Hetherington Bristolin yliopistosta sanoi:
"Tämä uusi työ vahvistaa, että varhaisimmat kasvit pystyivät hallitsemaan
aktiivisesti vettä, jonka ne menettivät mikroskooppiventtiilin kaltaisten
rakenteiden kautta lehtien pinnoilla, joita kutsutaan stomatiksi.
Tutkimus pitää evoluutiota, yhteistä kantamuotoa ja
vuosimiljoonia totena, mutta kasvit eivät voi ottaa kosteutta huomioon. Niillä
on vain ne Jumalan antamat kyvyt, jotka ne saivat luomisessa.
Kasvi on älykkäästi suunniteltu, muuta
suunnittelija on Jumala.
Lähde:
University of Birmingham.2021. Plants evolved ability to actively control water-loss earlier than previously thought. Science Daily. 26.8.
Tekstit
