Спасались от эмболии. Ученые поняли, почему растения впились корнями в землю 420 млн лет назад

Растения впервые оказались на суше около 500 миллионов лет назад — по большей части это были простые моохообразные формы, а их корневая система представляла собой простейшую систему, напоминавшею "пучок соломинок", пишет Science Alert.

Первые растения могли свободно себя чувствовать лишь в районах с обильной водой. Спустя 80 лет что-то изменилось и растения, по мере продвижения вглубь суши, начали формировать более сложные корневые сосудистые системы.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Последние почти сто лет ученые терялись в догадках, что же подтолкнуло растения к развитию более сложных корневых систем. И, похоже, им это наконец-то удалось. Группа исследователей из Йельского университета считает, что им удалось разгадать тайну, над которой десятилетиями бились лучшие умы планеты.

В новом исследовании ученые провели анализ летописи окаменелостей от простейших до более современных корневых систем и пришли к выводу, что именно засуха стала катализатором для эволюции сосудистой системы растений.

Предполагается, что около 420 миллионов лет назад простейшая форма корневой системы претерпела значительные изменения. Постепенно соломинки расщеплялись на более сложные формы, структуры и размеры, и спустя время стали темы корневыми системами, что мы видим сейчас.

Ученые обнаружили, что современные корневые системы гораздо более устойчивы к засухе. В процессе перемещения вглубь суши, растениям потребовались новые способы улавливания воды, солнечного света и питательных веществ, которые смогли бы защитить их от испарения и обезвоживания.

Исследователи объясняют, что во время засухи растения могут легко высохнуть, создавая пузырь пара, который блокирует поток воды через корни. По сути этот процесс чем-то напоминает эмболию.

Чтобы защититься от воздушного пузыря, который мог бы привести к отмиранию тканей или гибели, растениям пришлось развить более сложные системы. Исследователи смоделировали сосудистые системы от простейших давно вымерших до самых современных и пришли к выводу, что более сложные сосудистые рисунки способны блокировать пузырьки воздуха. Кроме того, обширное разветвление предполагает, что у пузырьков воздуха будет меньше шансов встретиться и объединиться с другими.

Исследователи также создали анимацию, которая подтверждает эту теорию и воспроизводит распространение эмболии у примитивных и более сложных растений:

По словам физиолога растений Крейга Бродерсена из Йельского университета, каждый раз, когда растение отклоняется от цилиндрической сосудистой системы и хоть немного меняется, оно получает награду в виде способности пережить засуху. При этом каждая новая награда будет заставлять растения все дальше удаляться от простейшей корневой системы и развивать более сложную.

Исследователи считают, что это исследование способно не только пролить свет на развитие Земли и формирование лесных массивов, но и в дальнейшем способно помочь ученым подготовить флору к грядущим резким климатическим изменениям.

Ранее Фокус писал о том, что 400 миллионов лет назад деревья "задушили" корнями живое в океане.