Три типа маленьких жилок
Страница 1

Свыше 30 лет ученые занимаются изучением так называемой терминальной флоэмы двудольных растений. Флоэма, или луб - это проводящая ткань растений, которая служит для транспортировки питательных веществ, образующихся в ходе фотосинтеза, из листьев в другие части растения. Терминальная флоэма - это флоэма концевых участков проводящих пучков, самых маленьких жилок в листьях.

Именно здесь, в кончиках жилок, происходит "загрузка" флоэмы, то есть транспортировка питательных веществ из фотосинтезирующих тканей листа в ситовидные трубки (так называются проводящие сосуды флоэмы). В начале 1970-х годов ботаники из Королевского Университета в Белфасте и Ю.В. Гамалей с коллегами из БИНа обнаружили, что в терминальной флоэме двудольных встречаются два контрастных типа так называемых клеток-спутников, играющих ключевую роль в загрузке флоэмы.

В соответствии с этим было выделено два типа терминальной флоэмы: симпластный (флоэма загружается при помощи системы межклеточных цитоплазматических мостиков - плазмодесм) и апопластный (питательные вещества транспортируются через клеточные мембраны с большими затратами энергии).

Симпластный тип характерен в основном для деревьев, апопластный - для трав, но есть и немало исключений.

Позже был выделен третий тип - анцестральный, то есть предковый, неспециализированный, самый примитивный. Анцестральный тип может эволюционировать в одном из двух альтернативных направлений - либо в сторону симпластного, либо в сторону апопластного типа.

Симпластный тип загрузки флоэмы.Симпластный тип загрузки флоэмы. Тип клеток-спутников "intermediary cells" открыт группой Ю.В. Гамалея. Рис. с сайта www.steve. gb.com/science/phloem.html

Апопластный тип загрузки флоэмы.

Апопластный тип загрузки флоэмы. Тип клеток-спутников "transfer cells" открыт ботаниками из Белфаста. Рис. с сайта www.steve. gb.com/science/phloem.html

В пределах семейств признак не варьирует.

На уровне видов и родов тип терминальной флоэмы не варьирует. Если у одного вида данного рода присутствует симпластный тип, значит, и у всех остальных видов наверняка будет он же. Немного странно, но все-таки в пределах вероятного. А что с семействами? На первых этапах исследований складывалось впечатление, что в большинстве семейств двудольных встречается только какой-нибудь один тип терминальной флоэмы, однако в некоторых семействах присутствует более одного типа. Это было бы вполне естественно, и вот почему. Оба специализированных типа (симпластный и апопластный) встречаются в разных порядках и подклассах двудольных, а это значит, что они возникали много раз совершенно независимо в разных эволюционных линиях (параллелизмы в эволюции случаются часто, и отнюдь не только у растений). Следовательно, вероятность эволюционного перехода от одного типа к другому (по крайней мере от анцестрального типа к любому из двух специализированных) весьма высока. А если так, почему этот признак должен обладать абсолютной устойчивостью в пределах каждого семейства? Семейства у растений бывают весьма разнообразны и по морфологии, и по экологии; признак - экологический значимый и эволюционно пластичный. Он просто обязан варьировать внутри семейств!

Однако, как выяснилось в дальнейшем, он все-таки не варьирует. Те семейства, в которых было более одного типа терминальной флоэмы, были впоследствии подразделены (на основе молекулярно-генетических данных) таким образом, что теперь в каждом семействе остался только один тип. Невероятно, но факт.

Семейства появлялись в строгом хронологическом порядке.

Авторы сопоставили распределение типов терминальной флоэмы в семействах двудольных со временем первого появления этих семейств в ископаемой летописи. Выявилась удивительно строгая закономерность. Практически все "анцестральные" семейства появились в мелу, начиная со 140 млн лет назад, и полностью прекратили появляться около 60 млн лет назад (начало палеогена). Все "симпластные" семейства появились в промежутке между 68.1 и 19.5 млн лет назад. Ни до, ни после этого интервала ни одно симпластное семейство не появилось. Почти все моменты появления симпластных семейств приходятся на палеоген. Наконец, период появления апопластных семейств начался 31.2 млн лет назад и продолжается по сей день. Подавляющее большинство апопластных семейств появилось в неогене.

Страницы: 1 2 3


Интересное на сайте:

Физиологическое значение эмоций
Эмоции имеют важное значение в оптимизации деятельности человека и животных. Они могут изменять состояние всего организма. Отрицательные эмоции являются сигналом нарушения постоянства внутренней среды: человек теряет аппетит, появляется б ...

Особенности действия химических мутагенов
К химическим мутагенам относятся самые разнообразные вещества. К химическим мутагенам принадлежат многие алкилирующие соединения (например, иприт, диметилсульфат, нитрозометилмочевина), аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот (напр ...

Ориентационные колонки
Какие другие функциональные объединения возможны для зрительных нейронов в зоне V1? Ориентационные предпочтения простых и комплексных клеток. Таким образом, логичен вопрос: является ли данная особенность систематически повторяющейся в зр ...