Gli scienziati che analizzano uno dei più grandi set di dati genomici delle piante hanno scoperto come le prime piante sulla Terra hanno sviluppato i meccanismi utilizzati per gestire l'acqua e la respirazione sulla terra centinaia di milioni di anni fa.
Uno studio delle università di Bristol e dell'Essex, pubblicato sulla rivista New Phytologist, è essenziale per capire come si sono evoluti i sistemi di trasporto dell'acqua delle piante e come potrebbero adattarsi in futuro in risposta ai cambiamenti climatici.
Negli ultimi 500 milioni di anni, l'evoluzione delle piante terrestri ha sostenuto la diversità della vita su un pianeta sempre più verde. Durante la loro evoluzione, le piante hanno acquisito adattamenti come foglie e radici che consentono loro di controllare l'acqua e colonizzare la terra.
Alcuni di questi strumenti si sono evoluti nelle prime piante terrestri e oggi possono essere trovati sia in minuscoli muschi che in alberi giganti che formano complessi ecosistemi forestali.
I ricercatori hanno iniziato confrontando i geni di 532 specie vegetali per determinare il ruolo di nuovi e vecchi geni nella genesi di questi adattamenti. Di questi, il team si è concentrato su 218 geni associati alle principali innovazioni nell'evoluzione delle piante terrestri, come radici e tessuti vascolari.
Hanno scoperto che alcuni tratti iniziali importanti per le piante terrestri, come gli stomi (i pori che le piante usano per la respirazione), sono legati all'origine di nuovi geni.
Al contrario, innovazioni più recenti (ad es. radici, sistema vascolare) riciclano vecchi geni che hanno avuto origine negli antenati delle piante terrestri e mostrano che diverse parti dell'anatomia vegetale (stomi, tessuto vascolare, radici) coinvolte nel trasporto dell'acqua sono associate a diversi metodi di evoluzione. geni.
La nostra analisi getta nuova luce sulle basi genetiche dell'inverdimento planetario, mettendo in evidenza i diversi metodi di evoluzione genetica nella diversificazione delle piante. Storicamente, non è chiaro se l'innovazione evolutiva sia guidata dall'emergere di nuovi geni o dalla riproposizione di quelli vecchi. I nostri risultati ci dicono come le piante si siano evolute in diversi momenti della loro storia e come diversi modi di evoluzione, l'origine di nuovi geni e il riciclaggio di quelli vecchi, abbiano portato a importanti innovazioni che sono fondamentali per rendere più verde il pianeta, affermano gli scienziati.
Lo studio fornisce informazioni sui cambiamenti meccanicistici alla base dell'assorbimento e del trasporto dell'acqua che sono importanti per la salute e la produttività delle piante. Ciò consente agli scienziati di selezionare e studiare la funzione di geni vecchi, riproposti e nuovi in laboratorio per selezionare i geni che riducono il consumo di acqua e migliorano la tolleranza delle colture alla siccità.
Il nostro lavoro non solo ci aiuta a dare un senso al passato, ma è anche importante per il futuro. Comprendendo come si sono evoluti i sistemi di trasporto dell'acqua, possiamo iniziare a comprendere i fattori che limitano la crescita delle piante. Ciò è di particolare importanza se si considera la crescita delle colture e la loro tolleranza alla siccità.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista: New Phytologist. “Water-related innovations in land plants evolved by different patterns of gene cooption and novelty”.
2022-02-22 13:59:59
Autore: Vitalii Babkin