Как растения выбирают листья или цветы

Сделать цветок или сделать лист? Забавная дилемма для растения. Но жизненная дилемма. В частности, именно благодаря их цветам большинство современных растений могут размножаться. Однако, «Цветение – энергозатратный процесс»— объясняет Кристиан Фанкхаузер, руководитель центра интегративной геномики в Университете Лозанны (Швейцария). Поэтому растению необходимо тщательно выбирать момент, когда оно покажет свои хрупкие венчики.

Это тоже дилемма, потому что именно из одного и того же «дома» растительных клеток однажды появится бутон, появится лист или раскроется цветок. Этот очаг представляет собой «апикальную меристему» ​​— небольшую округлую массу, покрывающую верхушку побега.

Как складывается судьба этих неспециализированных растительных клеток («стволовых клеток»)? Мы знаем, что определяющими факторами являются длина дня («фотопериод») и ритм времен года. Но как они действуют и как растение улавливает эти сигналы? Работа молекулярного часового механизма, вызывающего цветение, этого маленького чуда, известна уже более двадцати лет. Удивительно, но те, кто заставляет лист расти, остались окутаны тайной.

Именно этот кропотливый процесс американская команда реконструировала в журнале. Наука с 9 февраля. Где оказывается, что «Если рост листьев, как и цветение цветов, зависит от фотопериода, то эти два процесса контролируются разными системами»– резюмирует Кристиан Фанкхаузер.

Давайте сначала понаблюдаем за распусканием цветка. Под тонкими чарами работает крошечная армия теней. Ежедневно растение вырабатывает в соответствии с циркадным ритмом белок под названием «Констанс» под действием гена СО. Этот белок, который накапливается в листьях в течение дня, вызывает цветение… при условии, что наступит подходящий сезон. Кроме того, листья оснащены двумя датчиками света низкой интенсивности: фоторецепторами, чувствительными к красному свету («фитохромы»), и другими, чувствительными к синему свету («криптохромы»), что позволяет им оценивать продолжительность дня.

Чудо верт

Рассмотрим виды растений, цветущие весной. Осенью, когда дни становятся короче, вечером растению уже не хватает света. Белок Констанс, который очень нестабилен, затем разрушается специальными ферментами: цветение блокируется. Но весной, когда дни становятся длиннее, листья полны этого белка вечером, как раз в тот момент, когда они обнаруживают слабый свет. Их фоторецепторы активируются и подавляют ферменты, которые до этого уничтожали Констанса… и цветочный механизм приходит в движение. Сохранившись, Констанс индуцирует выработку другого белка, florigen FT (цветущий локус Т), который затем мигрирует через сок в меристему. Там он перепрограммирует гены недифференцированных клеток… таким образом пробуждая цветочный бутон. Для полноты картины добавим, что для цветения весной некоторым растениям необходимо также подвергнуться воздействию зимних холодов – эпигенетическое явление, называемое «яровизацией».

Вам осталось прочитать 35% этой статьи. Остальное зарезервировано для подписчиков.