Вчені розгадують таємницю про те, як рослини прижилися на Землі

Команда вчених під керівництвом дослідників Єльського університету вважає, що вони нарешті з’ясували, чому наземні рослини розвинули такі складні судинні системи – таємниця, яка стоїть приблизно століття. Коли наземні рослини вперше виникли приблизно 500 мільйонів років тому, їх судинна система була надзвичайно простою. Внутрішня сторона їх коренів і стебел виглядала на кшталт пучків соломинки, які втягують воду та поживні речовини з навколишнього середовища.

Однак приблизно 420 мільйонів років тому ця проста система всмоктування води зазнала значних змін, поступово розділивши «соломини» на складніші форми, структури та розміри. Майже 100 років вчені не знали, чому еволюція віддала перевагу цим заплутанішим інтер’єрам, але новий аналіз скам’янілостей показує, що більш сучасна судинна система має більшу посухостійкість.

Автори приходять до висновку, що нестача води може бути причиною того, що сформувало нутрощі рослин.

Перші наземні рослини на Землі були невеликими, нехитрими, мохоподібними формами. У них не було кореневої системи, що означало, що вони були присвячені до місць з великою кількістю води. Коли рослини почали просуватися далі вглиб країни, у більш посушливі райони, їм потрібні були нові способи захоплення води, сонячного світла та поживних речовин, одночасно захищаючи себе від випаровування та зневоднення.

Ось тут і стали в нагоді гілки та коріння. І водночас ці структури створили нові виклики. Під час посухи рослини можуть легко висихати, утворюючи міхур пари, щось на кшталт емболії, яка блокує воду, яка тече вгору через коріння. У простій і примітивній судинній системі бульбашка повітря всередині рослини може легко поширюватися в інші канали або «соломини», створюючи блокаду для подальшої води та поживних речовин. Результат може спровокувати загибель тканин і навіть усю рослину.

Моделюючи різні судинні системи деяких сучасних і вимерлих рослин, збережених у скам’янілому літописі, дослідники тепер показали, що більш складний судинний малюнок може перекривати бульбашки повітря. Коли соломинки, які складають судинну систему рослини, розділені на візерунки, симуляції показують, що повітряні бульбашки мають менше сусідів, до яких можна поширюватися.