Человек и кукуруза: у нас больше общего!

Ни для кого не новость, что дети в семье могут часто ссориться, жадничать и драться – если они, конечно, не близнецы и не являются носителями идентичной генетической информации. Исследование, проведенное учёными Колорадского университета в Боулдере, показало, что этот же принцип работает и с покрытосеменными растениями – например, кукурузой.

Это первое научное исследование, рассматривающее идею взаимодействия между сиблингами в растениях (от англ. siblings или sibs - потомки одних родителей любого пола).

Давайте сейчас вспомним уроки ботаники за 6-7 класс. Каждое семя содержит два важных компонента: зародыш, из которого разовьётся в будущем новое растение, и эндосперм - питательную ткань, содержащую сахара, растительные масла и белки. Именно из эндосперма пшеницы изготавливают муку и все хлебобулочные изделия, из ячменя – варят пиво, и даже кокосовое молоко является жидким эндоспермом.

На фото: модель продольного разреза кукурузного зерна, увеличенного в 40 раз (жёлтым обозначен эндосперм, а выпавший зелёный фрагмент - половинка зародыша).

Эндосперм образуется, когда два отростка-спермия из пыльцевого зерна  прорастают до зародышевого мешка женского цветка. Один из них оплодотворяет яйцеклетку и даёт жизнь зародышу, а второй участвует в создании первичной клетки эндосперма. Двойное оплодотворение, как ещё называют этот процесс, открыл С. Г. Навашин – но это правило иногда работает и по-другому.

В отдельных случаях женский гаметофит оплодотворяет не один, а два пыльцевых зерна – они могут быть с одного мужского цветка или совершенно разных. Это крайне редкое явление называют гетерофертилизацией.

Профессор Памела Диггл из Университета Колорадо сравнила рост и «взаимоотношения» зародышей и эндоспермов кукурузы, у которых были одинаковые родители, с теми, что появились в результате опыления одного женского цветка разными «кавалерами». Как выяснилось, последним повезло гораздо меньше: они значительно меньше весили по сравнению с обычными «детишками». Эндосперм, у которого с эмбрионом разные «отцы», буквально жадничает и неохотно делится питательными веществами со «сводным братом».

Соавтор Уильям Фридман из Гарвардского университета говорит, что в природе щедрость проявляется, в первую очередь, по отношению к ближайшим родственникам – и финальная гибель эндосперма, который отдает все свои питательные вещества зародышу, является высшей степенью проявления альтруизма.

Это объясняет не только нежелание питательной оболочки с генами одного «папаши» заботиться о потомстве другого, но и то, почему генетически модифицированные растения бесплодны: настолько «чужую» ДНК зародыша эндосперм вообще не считает «родственником» и своих питательных функций не выполняет.

Как это ни странно, но учёные выяснили, что гетерофертилизация происходит не только у растений, но и у человека: под влиянием неизвестных пока факторов одна яйцеклетка может быть оплодотворена двумя сперматозоидами. Двойное оплодотворение яйцеклетки на самом деле происходит в 1% случаев зачатия, но такой эмбрион обычно погибает ещё в утробе.

А несколько лет назад «BBC News» и журнал «Human Genetics» рассказывали о необычных близнецах из Америки. Малыши развивались нормально и попали в поле зрения медицины лишь потому, что один из мальчиков одновременно имел и мужские и женские половые признаки. Однако генетическое исследование показало, что оба ребёнка являются химерами – то есть несут в организме клетки разных генотипов. Это значит, что изначально природа задумывала брата и сестру, но вышла такая вот «осечка». Зато симпатичные детишки неплохо растут и не уступают в умственном развитии своим сверстникам. Кукуруза нервно курит в сторонке…

• < Перенаселение: 7 удивительных островов, оккупированных животными
• Мыслительные процессы рыб сняты на видео >

Комментарии: