Траву регулярно косят, на ней пасутся животные, но она продолжает расти снова. Секрет ее удивительных способностей к регенерации отчасти кроется в форме ее листьев, но то, как эта форма возникает, является предметом давних дебатов.
Эти дебаты актуальны для наших основных сельскохозяйственных культур – пшеницы, риса и кукурузы, поскольку они принадлежат к семейству травянистых с таким же типом листьев.
Загадка формирования листьев травы теперь раскрыта группой специалистов Центра Джона Иннеса в сотрудничестве с Корнельским университетом, Калифорнийским университетом в Беркли и Эдинбургским университетом с использованием новейших методов вычислительного моделирования и генетики развития.
Один из авторов, профессор Энрико Коэн, рассказал о выводах, которые следуют из научных исследований: “Лист травы был загадкой. Сформулировав и протестировав различные модели его эволюции и развития, мы показали, что современные теории, вероятно, ошибочны, и что отвергнутая идея, предложенная в 19 веке, гораздо ближе к цели”.
Цветковые растения можно разделить на однодольные и эвдикоты. Монокоты, к которым относится семейство травянистых, имеют листья, опоясывающие стебель у основания и имеющие параллельные жилки по всей длине. У эвдикотов, к которым относятся семейства Brassicaceae, бобовые и наиболее распространенные садовые кустарники и деревья, листья отделены от стебля черешками и обычно имеют широкие пластинки с сетчатыми жилками.
У трав основание листа образует трубчатую структуру, называемую оболочкой, она позволяет растению расти в высоту, сохраняя верхушку листа близко к земле, защищая ее от лезвий газонокосилок или резцов травоядных.
В 19 веке ботаники предположили, что оболочка травы эквивалентна черешку листьев эвдикота. Но это мнение было оспорено в 20 веке, когда анатомы растений отметили, что черешки имеют параллельные жилки, похожие на жилки листьев травы, и пришли к выводу, что весь лист травы (за исключением крошечного участка на его верхушке) произошел от черешка.
Используя последние достижения в области компьютерного моделирования и генетики развития, команда вновь обратилась к проблеме развития травы. Они смоделировали различные гипотезы о том, как растут листья травы, и проверили предсказания каждой модели в сравнении с экспериментальными результатами. К своему удивлению, они обнаружили, что модель, основанная на идее 19 века об эквивалентности оболочки и черешка, была поддержана гораздо сильнее, чем современная точка зрения.
Работа “Эволюция листьев травы путем удлинения примордиума и ремоделирования черешковой пластинки” опубликована в журнале Science.
