چگونگی تکامل گیاهان برای ساکن شدن در زمین بیش از ۵۰۰ میلیون سال پیش

شکل ۱. دانشمندان در حال تجزیه‌وتحلیل یکی از بزرگ‌ترین مجموعه داده‌های ژنومی گیاهان، کشف کرده‌اند که چگونه اولین گیاهان روی زمین، مکانیزم‌های مورد استفاده برای کنترل آب و «تنفس» در زمین را صدها میلیون سال پیش تکامل دادند.

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۲۱ فوریه، ۲۰۲۲
لینک منبع: How Plants Evolved To Colonize Land Over 500 Million Years Ago

مطالعه انجام‌شده توسط دانشگاه بریستول و دانشگاه اسکس، که در فیزیولوژی جدید منتشر شده‌است، مفاهیم مهمی در درک این که چگونه سیستم‌های انتقال آب گیاه تکامل‌یافته‌اند و چگونه این موارد ممکن است در آینده در پاسخ به تغییر آب‌وهوا سازگار شوند، دارد.

در طول ۵۰۰ میلیون سال گذشته، تکامل گیاهان زمینی از تنوع زندگی بر روی یک سیاره‌ای که به‌طور فزاینده‌ای سرسبز است، حمایت کرده‌است. گیاهان در طول تکامل خود، سازگاری‌هایی مانند برگ‌ها و ریشه‌ها را کسب کرده‌اند که به آن‌ها اجازه می‌دهد آب را کنترل کنند و زمین را مجلی برای سکونت کنند. برخی از این «ابزارها» در گیاهان اولیه زمین تکامل یافته‌اند و امروزه هم در خزه‌های کوچک و هم در درختان عظیم یافت می‌شوند که اکوسیستم‌های جنگلی پیچیده را تشکیل می‌دهند.

محققان دانشکده علوم زندگی اسکس و دانشکده‌های علوم زیستی بریستول و علوم جغرافیایی ابتدا ژن‌های ۵۳۲ گونه گیاهی را برای بررسی نقش ژن‌های جدید و قدیمی در پیدایش این سازش‌ها مقایسه کردند. از این تعداد، این تیم روی ۲۱۸ ژن متمرکز بود که ژن‌های مربوط به نوآوری‌های عمده در تکامل گیاه زمین مانند ریشه‌ها و بافت‌های آوندی بودند.

آن‌ها کشف کردند که برخی ویژگی‌های اولیه ضروری برای گیاهان زمین، مانند منافذ (منافذی که گیاهان برای تنفس استفاده می‌کنند)، به منشا ژن‌های جدید مرتبط هستند. در مقابل، نوآوری‌های بعدی (به‌عنوان مثال ریشه‌ها، سیستم آوندی) ژن‌های قدیمی را بازیافت می‌کنند که در اجداد گیاهان خشکی پدیدار شده‌اند و نشان می‌دهند که بخش‌های مختلف آناتومی گیاهان (روزنه‌ها، بافت آوندی، ریشه‌ها) که در انتقال آب نقش دارند، با روش‌های مختلف تکامل ژن مرتبط هستند.

دکتر جوردی پپس، نویسنده مشترک و سخنران ارشد از دانشکده علوم زیستی بریستول، توضیح داد: تحلیل‌های ما نور جدیدی را بر پایه ژنتیکی سبز شدن سیاره، با برجسته کردن روش‌های مختلف تکامل ژن در تنوع قلمرو گیاهی، می‌افکند. از لحاظ تاریخی روشن نیست که آیا نوآوری‌های تکاملی ناشی از ظهور ژن‌های جدید یا بازسازی ژن‌های قدیمی هستند. یافته‌های ما به ما می‌گویند که چگونه گیاهان در لحظات مشخصی در تاریخ خود تکامل یافته‌اند و چگونه حالت‌های مختلف تکامل، منشا ژن‌های جدید، و بازیافت ژن‌های قدیمی‌تر، به ظهور نوآوری‌های مهمی که کلید سبز شدن این سیاره هستند، کمک کرده‌است.

دکتر اولریکه بچد، مولف مشترک و سخنران ارشد دانشکده علوم زندگی اسکس توضیح داد که این مطالعه بینش‌هایی را در مورد تغییرات مکانیکی زیربنایی جذب آب و حمل‌ونقل فراهم می‌کند، که برای سلامت گیاه و بهره‌وری مهم هستند. این روش به محققان اجازه می‌دهد تا عملکرد ژن‌های قدیمی، پیشنهادی و جدید را در آزمایشگاه با هدف انتخاب ژن‌هایی که مصرف آب را کاهش می‌دهند و مقاومت به خشکی را در گیاهان زراعی بهبود می‌بخشند، انتخاب و بررسی کنند.

دکتر الکساندر بولز از دانشکده علوم جغرافیایی بریستول، یکی از نویسندگان مشترک این مطالعه، افزود: علاوه‌بر کمک به ما برای درک گذشته، این کار برای آینده مهم است. با درک چگونگی تکامل سیستم‌های حمل‌ونقل آب، ما می‌توانیم شروع به درک عوامل محدودکننده رشد گیاه کنیم. این امر در هنگام در نظر گرفتن رشد محصولات و همچنین مقاومت آن‌ها در برابر خشک‌سالی اهمیت ویژه‌ای دارد.

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات زمین‌شناسی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.