Дерево меняет форму листьев, если их начинают есть животные

У более высоких деревьев падуба верхние листья (до которых не дотянуться) имеют гладкие края, а нижние листья более колючие. И теперь ученые выяснили почему.

Фото из открытых источников

Падуб (Ilex aquifolium) украшают блестящие вечнозеленые листья и ярко-красные ягоды, которые любят не только люди, но и олени.

Несмотря на то, что они острые, не все листья остролиста колючие (даже на одном дереве). Исследование, опубликованное в Ботаническом журнале Линнеевского общества, раскрывает тайну этого необычного явления.

Руководитель исследования Карлос Эррера из Национального исследовательского совета Испании обнаружил, что различные вариации формы листьев на одном дереве являются следствием того, что животные обгладывают их. В результате этого происходит быстрая молекулярная реакция на это экологическое потрясение, сообщает National Geographic.

Исследовательская группа изучила это явление, называемое «гетерофиллия», на 40 деревьях падуба, из которых 39 имели разные виды листьев, как колючие, так и гладкие.

На деревьях, которые выглядели так, как будто их обгладывали дикие козы и олени, на нижних 2,5 метра было больше колючих листьев, а листья повыше, как правило, были гладкими. Команда хотела выяснить, как эти деревья могут так быстро адаптировать форму листьев к различным обстоятельствам.

Фото из открытых источников / Пары колючих и не колючих листьев на смежных узловых позициях одной и той же веточки для четырех разнолистных деревьев Ilex aquifolium, отобранных для сравнительного анализа метилирования ДНК / Фото: Карлос М. Эррера

Все листья на дереве - генетические близнецы, имеющие одну и ту же последовательность ДНК. Команда ученых искала в ДНК следы химического процесса, называемого метилированием, который модифицирует ДНК, но не изменяет генетическую последовательность организма. Таким образом, исследователи могли определить, было ли изменение листьев реакцией растения на экологические или генетические изменения.

«У падуба мы обнаружили, что ДНК колючих листьев была значительно менее метилирована, чем у листьев без колючек, и из этого мы сделали вывод, что изменения в метилировании в конечном итоге ответственны за изменения формы листьев», - сказал Эррера.

«Гетерофиллия - очевидная особенность хорошо известного вида. Однако до сих пор никто не смог увидеть, как это происходит», - сказал главный редактор Ботанического журнала Линнеевского общества Майк Фэй.

Если падуб обнаруживает, что его листья грызут олени, он включает гены, чтобы сделать их колючими, когда они отрастают. Так, на более высоких деревьях падуба верхние листья (которые находятся вне досягаемости) имеют гладкие края, а нижние листья колючие.

«Это имеет четкие и важные последствия для сохранения растений», - сказал Эррера. «Потеря среды обитания привела к истощению генетических вариаций во многих природных популяциях. Для них способность быстро реагировать, не дожидаясь более медленных изменений ДНК, поможет пережить ускоренные изменения окружающей среды.