Ученые доказали, что растения могут наследовать приобретенные признаки
Казалось, теория Ламарка давно похоронена под грузом дарвинизма, но новое исследование китайских ученых встряхнуло старые споры, показав, что растения могут передавать потомкам воспоминания» о стрессе.
Китайские ученые нашли доказательства в пользу теории Ламарка — спорной идеи XIX века о том, что приобретенные признаки могут передаваться по наследству. Исследователи из Института генетики и развития растений Академии наук Китая изучили, как рис адаптировался к холоду, продвигаясь на север, и обнаружили молекулярный механизм, который подтверждает эту концепцию. Результаты опубликованы в журнале Cell.
Команда профессора Цао Сяофэна показала, что ДНК-метилирование — один из способов регуляции активности генов — играет ключевую роль в передаче устойчивости к холоду у риса. Ученые смоделировали эволюцию: в течение трех поколений они отбирали растения, лучше всего переносящие холод, и вывели линию с устойчивостью, которая сохранялась даже после прекращения воздействия низких температур.
Разбираясь в механизме, исследователи выяснили, что при стрессе снижается активность фермента MET1b, который поддерживает метилирование ДНК. Это приводит к изменению в промоторе гена ACT1, отвечающего за устойчивость к холоду. Дальше включается цепочка событий:
- Деметилирование позволяет белку Dof1 связываться с промотором.
- Ген ACT1 активируется.
- Растение лучше переносит холод.
Анализ 131 сорта риса из разных регионов Китая показал, что в холодных северо-восточных районах чаще встречаются растения с деметилированным ACT1. Это значит, что эпигенетические изменения действительно помогали рису адаптироваться при продвижении на север.
Исследование не только подтверждает идеи Ламарка, но и предлагает новый подход к селекции:
- Выращивание растений в стрессовых условиях.
- Поиск эпигенетических изменений.
- Точечное редактирование метилирования для усиления нужных признаков.
Это открытие меняет представление о механизмах эволюции и наследования. Если раньше считалось, что адаптация происходит только через случайные мутации и естественный отбор (Дарвин), теперь ясно, что стресс может напрямую влиять на активность генов у потомков.
Для сельского хозяйства это означает возможность быстрее выводить устойчивые сорта. Вместо долгого ожидания случайных мутаций можно целенаправленно создавать эпигенетические модификации. Особенно актуально в условиях климатических изменений.
Для науки — новый взгляд на эволюцию: возможно, Ламарк был не так уж неправ.
Хотя исследование впечатляет, пока неясно, насколько универсален этот механизм. У риса — конкретный ген и специфический стресс. Работает ли так же у других растений или животных? Требуются дополнительные исследования.
Ранее ученые выяснили, чем питались китайцы до появления риса.
