Kako su se biljke preselile na kopno?

Istraživanje stručnjaka sa Univerziteta Bristol i Eseks, nedavno objavljeno u časopisu “Current Biology”, pokazalo je da je pojava novih gena pre oko 470 miliona godina pomogla biljkama da pređu iz vode na kopno.

Svet je pre 500 miliona godina izgledao potpuno drugačije nego danas. Kopno na Zemlji je bilo pusto i na njemu su mogle da prežive jedino bakterije, gljive i alge. Sve ostalo bilo je u okeanu, a jednom kada su se biljke preselile na kopno, površina Zemlje drastično je promenjena. Biljke su uticale na formiranje tla kakvo je danas, na stvaranje reka i atmosfere bogate kiseonikom. Sve to, posledično, olakšalo je životinjama život van vode.

Prve kopnene biljke, nalik današnjoj flori, sastojale su se od mnoštva multifunkcionalnih ćelija kontrolisanih genima. Tokom istraživanja, naučnici su izučavali i poredili gene trenutno živećih biljnih vrsta – od pšenice do kinoe – i tako otkrili gene koji su osposobili biljke da kolonizuju Zemlju i zauvek je promene.

Otkriveno je da su se dve velike grupe gena pojavile u biljkama tokom prelaska na kopno. To znači da je evolucija kopnenih biljaka bila vođena pojavom novih gena koji ranije nisu viđeni kod srodnih vrsta. Ovo znamo, jer prirodna selekcija obično uklanja gene koji nisu bitni za funkcionisanje organizma, tako da bi oni sigurno iščezli da nisu igrali značajnu ulogu. Zanimljivo je da su novi geni pronađeni u svim kopnenim biljkama obuhvaćenim studijom, uključujući i cvetajuće biljke (paradajz, pirinač, orhideja) i necvetajuće biljke (četinari, ginko, mahovina). To sugeriše da je postojanje ovih gena bilo ključni faktor koji je biljkama omogućio da prežive na kopnu, pa se postavilo pitanje na koji način su ti geni pomogli najranijim kopnenim biljkama da se prilagode novom okruženju?

Zelene alge su među najbližim živim srodnicima prvih kopnenih biljaka i uglavnom se nalaze u vodenim ekosistemima, poput okeana i reka. One mogu da apsorbuju vodu i hranljive materije iz svog okruženja. Kada su biljke prvi put kolonizovale zemlju, bio im je potreban novi način pristupa hranljivim sastojcima i vodi, a da ne budu direktno uronjeni u nju. To im je uspelo tako što su razvile rizoide, korenske strukture koje su ih pričvršćivale za zemlju i preko kojih su biljke apsorbovale vodu i potrebne sastojke. Takođe, identifikovani su i geni koji učestvuju u gravitropizmu, procesu zaslužnom za to što koren raste u pravom smeru.

Prelazak iz vode na kopno dogodio se u okruženju izloženom ekstremnoj toploti i jakoj svetlosti, sa vrlo malo vode. Upravo su novootkriveni geni učinili da se biljke lakše adaptiraju na teške uslove života van vode. Velika razlika između kopnenih biljaka i njima bliskih zelenih algi je u tome što su kopnene biljke u stanju da razviju embrione. Kod mahovina i paprati embrioni su u obliku spora, dok druge biljke imaju seme. Pronađeni su i geni čijom zaslugom kopnene biljke proizvode i štite embrione specijalizovanim tkivima. Uloga ovih tkiva je da umanje štetu od ultraljubičastog zračenja i toplote. Zaštitom embriona, biljka uvećava šansu da se njeni geni prenesu na sledeću generaciju i tako opstane na suvom.

Kretanje biljaka iz vode ka kopnu jedan je od najvažnijih pomaka u istoriji života na Zemlji. Broj novih gena koji su se pojavili tokom razvoja prvih kopnenih biljaka daleko je veći nego u bilo kom drugom stadijumu evolucije biljaka, čak veći i od broja onih koji su došli sa cvetnicama. Ovi novi geni omogućili su biljkama da dominiraju suvim tlom, diversifikuju se na preko 374.000 vrsta i oblikuju savremene ekosisteme kakve danas vidimo širom sveta.

Izvor: Elementarium