Международная группа исследователей под руководством ученых из Женевского университета выяснила, как более 400 миллионов лет назад у первых наземных растений появился механизм защиты от ультрафиолета. Ключом к открытию стал печеночный мох Marchantia polymorpha — одно из самых древних растений на планете, чья линия возникла в эпоху выхода флоры на сушу. Исследование опубликовано в журнале Plant Physiology.
Солнечный свет необходим растениям для фотосинтеза, но его UV-B-компонент способен повреждать ДНК, клеточные мембраны и нарушать работу фотосинтетического аппарата. Чтобы выжить, растения в ходе эволюции выработали специальный фоторецептор UVR8. Он действует как сенсор: улавливает UV-B и запускает цепочку молекулярных реакций, которые включают защитные гены и помогают организму адаптироваться к световому стрессу.
«Строительные блоки» древней защиты оказались удивительно живучими
Исследование показало: базовый механизм работы UVR8 почти не изменился с древнейших времен. И его активация под воздействием UV-B, и механизм отключения уже существовали у ранних наземных растений — задолго до появления цветковых.
Но детали системы со временем серьезно перестраивались. Особенно интересным оказался белок SPA. У современных цветковых он тесно связан с регуляцией роста, а у Marchantia polymorpha его функция гораздо уже. Более того, растения без этого белка оказались даже устойчивее к UV-B: похоже, в древней форме SPA скорее ограничивал защитную реакцию, чем усиливал ее.
Авторы считают, что основные элементы защиты возникли очень рано, а затем природа постепенно «пересобирала» их по мере изменения условий среды.
Почему это важно сегодня
Работа особенно актуальна на фоне климатических изменений. Меняющаяся облачность, колебания уровня озона и изменение освещенности напрямую влияют на то, какую дозу UV-B получают растения. Понимание древних механизмов адаптации поможет точнее прогнозировать устойчивость современных экосистем и сельскохозяйственных культур.
Для справки
В 2023 году ученые обнаружили в ископаемой пыльце возрастом около 250 млн лет соединения, похожие на природный солнцезащитный фильтр: они помогали растениям переживать периоды особенно интенсивного ультрафиолета.
Ультрафиолет-B — это диапазон волн 280–315 нм. Именно он наиболее активно повреждает биологические ткани.
Современные растения способны синтезировать специальные флавоноиды, которые работают как естественный экран и частично поглощают UV-B.
Недавно мы рассказали, как работает на молекулярном уровне защита от ультрафиолета в клетках кожи человека и животных.
Источник: hi-tech.mail.ru