Исследователи из Венского университета под руководством Вольфрама Векверта изучили, как тропические деревья рода Clusia переживают засуху. Они выяснили, что эти растения используют особый тип фотосинтеза — CAM. Вместо того чтобы открывать поры днем, они делают это ночью. Это позволяет им поглощать углекислый газ, не теряя влагу под солнцем.
Команда сравнила геномы трех видов: Clusia rosea, Clusia minor и Clusia major. Оказалось, что их общий предок пережил удвоение генома. За миллионы лет лишние копии генов не просто исчезли, а перестроились. Это привело к тому, что разные виды стали использовать CAM по-разному. Один вид запасает кислоту ночью, другой включает режим экономии только в стрессе, а третий сочетает обычный и ночной фотосинтез.
Ученые не ограничились анализом ДНК. Они объединили молекулярные данные с измерениями того, как растения работают в условиях, близких к естественным. Деревья наблюдали в теплице в течение дня, меняя количество доступной воды. Специалисты отслеживали активность генов, белков и продуктов обмена веществ. Это позволило связать поведение растений с найденными изменениями в геноме.
История этого открытия уходит корнями в 1800 год. Тогда Александр фон Гумбольдт заметил, что лист тропического дерева в воде не выделяет пузырьки кислорода даже на солнце. Разгадка оказалась в суточном ритме растения: его устьица остаются закрытыми днем, чтобы избежать испарения. Углекислый газ оно поглощает ночью и хранит в виде яблочной кислоты. Результаты, опубликованные в Nature Communications, показывают: эволюция не создала один универсальный механизм, а перестроила геном под разные условия.
Ранее Наука Mail рассказывала, что лесные деревья плохо адаптируются к длительной засухе.