Ботаники объяснили успешность кукурузы и сахарного тростника

Часть процесса фотосинтеза, связанная с фиксацией углекислого газа, у некоторых растений идет по особому, так называемому С4-пути. Этот путь позволяет при достаточном количестве света более эффективно, чем обычно, преобразовывать CO2 в сахара.

Любопытно, что этот способ фотосинтеза в течении эволюции возникал независимо не менее 62 раз, но растения, которые его «изобрели» чаще всего относятся к особой филогенетической группе (кладе) внутри семейства злаков — PACMAD. До сих пор ученые не могли объяснить, почему представители этой группы чаще других становятся на путь С4.

Ботаники провели микроанатомический анализ строения листьев 157 ныне существующих видов из клады PACMAD (она включает как C4, так и C3-растения) и сестринской клады BEP. Их интересовало строение проводящих пучков, по которым в листьях транспортируется жидкость. Авторы обратили внимание на размеры и форму клеток обкладки проводящих пучков. Эти клетки играют важную роль в фотосинтезе по пути C4, поскольку именно в них происходит фиксация CO2.

Изучив эволюционное дерево злаков и строение их современных представителей, ученые установили, что возникновение C4 пути связано с особенностями строения проводящих пучков растений группы PACMAD. Оказалось, что клетки обкладки у таких растений были увеличены и тесно связаны друг с другом еще задолго до того, как возник сам способ фотосинтеза по пути С4.

В то же время у злаков группы BEP клетки обкладки со временем уменьшились, и стали непригодны для использования нового пути фиксации CO2.

Фотосинтез по С4 пути проводят многие культурные растения. Например, кукуруза, сахарный тростник и сорго. Во многом, именно такой способ фиксации CO2 объясняет их экономическую успешность, поясняет Lenta.Ru.