Journal of Plant Research: Папоротник стал первым независимым гаметофитом

Исследователи из Токийского столичного университета выяснили, что папоротник Hymenasplenium murakami-hatanakae может долгое время жить без спорофита.

Они собрали образцы папоротника на острове Идзу-Осима в Японии и с помощью анализа ДНК доказали его принадлежность к редкому классу папоротников Aspleniineae, который охватывает 30% всех папоротников на планете.

Дальнейшее изучение этого вида поможет узнать больше о диверсификации и адаптации папоротников.

У растений и водорослей есть сложный цикл размножения, который называется «чередование поколений».

В этом цикле есть два «поколения»: спорофиты, у которых два набора хромосом, и гаметофиты с одним набором. Когда гаметофит становится зрелым, он производит гаметы, которые сливаются и образуют диплоидную зиготу. Зигота делится и превращается в спорофит. Спорофит производит споры, после чего у него становится вдвое меньше хромосом. Он делится и развивается в гаметофит, и цикл повторяется.

У большинства наземных растений спорофиты и гаметофиты зависят друг от друга в плане питания.

У папоротников это не так, поэтому спорофиты и гаметофиты могут долго существовать отдельно. Хотя папоротники обычно живут в форме спорофитов, некоторые из них могут быть гаметофитами без спорофитов. Но эти «независимые гаметофиты» встречаются редко, поэтому их жизненный цикл мало изучен.

Группа исследователей под руководством профессора Нориаки Мураками из Токийского столичного университета изучила папоротник Hymenasplenium murakami-hatanakae. Этот вид растёт в тёмных влажных местах у рек в тёплом климате Японии и Тайваня.

Учёные собрали образцы папоротника на острове Идзу-Осима, недалеко от Токио. С помощью метода штрих-кодирования ДНК они определили, что гаметофиты этого вида могут долго существовать без спорофитов. Это позволило открыть новый независимый гаметофит.

Семейство Aspleniaceae относится к подотряду Aspleniineae, который включает около 30% всех папоротников на Земле. Открытие команды стало первым не только для семейства, но и для всего подотряда.

Считается, что Aspleniineae большую часть жизни проводят на суше в виде спорофитов. Похоже, гаметофиты на острове Идзу-Осима адаптировались к скалистой изолированной среде. Это помогает понять эволюцию гаметофитов и поднимает важные вопросы о влиянии этого процесса на экологию растений. Команда хочет получить больше знаний об этом виде и изучить, как папоротники заполняют экологические ниши.

Результаты опубликованы в Journal of Plant Research.

10.08.2024