Ученые раскрыли генетический механизм зеркальных цветков вахендорфии
Два тесно связанных гена управляют изгибом пестика и тычинок в противоположные стороны. Это помогает растению использовать насекомых для эффективного перекрестного опыления.
Источник: Композиция из цветочных частей южноафриканской лилии-бабочки Wachendorfia thyrsiflora. Розовые стрелки указывают на фасоны, а синие - на тычинки.
МОСКВА, 1 августа. /Новости науки/. Ученые раскрыли генетический механизм образования зеркально расположенных органов у цветков вахендорфии. Об этом говорится в статье в журнале Science.
Цветки южноафриканских растений рода Wachendorfia встречаются в двух зеркальных формах: их столбики пестика и тычинки отклонены либо влево, либо вправо. Такая конструкция заставляет насекомых переносить пыльцу между цветками разных форм, поддерживая перекрестное опыление и генетическое разнообразие растений.
«Два тесно связанных гена действуют совместно, обеспечивая попадание пыльцы именно на те участки тела опылителя, откуда ее сможет получить цветок противоположной зеркальной формы», — рассказал первый автор исследования Хаорань Сюэ.
Ученые установили, что направление развития цветочных органов определяет суперген — участок генома, объединяющий несколько тесно связанных генов. Два его ключевых компонента независимо управляют ориентацией тычинок и столбика пестика, но наследуются вместе. Благодаря этому их положение всегда остается согласованным.
Наблюдения показали, что столбик пестика сначала поворачивается, а затем под воздействием силы тяжести продолжает асимметрично расти влево или вправо. Биомеханические модели и эксперименты подтвердили, что выраженный изгиб возникает только при сочетании обоих процессов. При этом направление задается не внутренними осями растения, как у многих животных, а внешним ориентиром — гравитацией.
Зеркальная асимметрия цветков вахендорфии оставалась эволюционной загадкой более ста лет. Новая работа показывает, что суперген может объединять несколько признаков в единый наследственный механизм, повышающий точность опыления и способствующий адаптации и образованию новых видов.
Цветки южноафриканских растений рода Wachendorfia встречаются в двух зеркальных формах: их столбики пестика и тычинки отклонены либо влево, либо вправо. Такая конструкция заставляет насекомых переносить пыльцу между цветками разных форм, поддерживая перекрестное опыление и генетическое разнообразие растений.
«Два тесно связанных гена действуют совместно, обеспечивая попадание пыльцы именно на те участки тела опылителя, откуда ее сможет получить цветок противоположной зеркальной формы», — рассказал первый автор исследования Хаорань Сюэ.
Ученые установили, что направление развития цветочных органов определяет суперген — участок генома, объединяющий несколько тесно связанных генов. Два его ключевых компонента независимо управляют ориентацией тычинок и столбика пестика, но наследуются вместе. Благодаря этому их положение всегда остается согласованным.
Наблюдения показали, что столбик пестика сначала поворачивается, а затем под воздействием силы тяжести продолжает асимметрично расти влево или вправо. Биомеханические модели и эксперименты подтвердили, что выраженный изгиб возникает только при сочетании обоих процессов. При этом направление задается не внутренними осями растения, как у многих животных, а внешним ориентиром — гравитацией.
Зеркальная асимметрия цветков вахендорфии оставалась эволюционной загадкой более ста лет. Новая работа показывает, что суперген может объединять несколько признаков в единый наследственный механизм, повышающий точность опыления и способствующий адаптации и образованию новых видов.
