Ученые исследовали корень возрастом 400 млн лет

У современных высших растений корень представляет собой полноценный сильно разветвленный орган, строение и размеры которого заложены генетически. Но так было не всегда: появление полноценной корневой системы заняло определенное время, и первые корни выглядели совсем не так, как у современных растений.

На фото сверху: Реконструкция художником (Matt Humpage) того, как Asteroxylon mackiei выглядел бы в жизни. Каждый покрытый листьями побег имеет примерно 1 см в диаметре.

В ходе исследования окаменелостей в шотландской деревне Райни был обнаружен образец древнего растения, которое определили как астероксилон Маки (Asteroxylon mackiei). Несмотря на древний возраст растения — около 407 млн лет — окаменелость довольно хорошо сохранилась, что позволило исследователям подробно изучить особенности строения.

Стоит сказать, что внешний вид и анатомия астероксилона были достаточно примитивными: растение состояло из единого корневища, отростки которого в зависимости от среды выполняли функции либо корня, либо побега с листьями.

Чтобы понять, как именно разные части растения обретали ту или иную функцию, ученые из Австрийской академии наук, Эдинбургского университета и Оксфордского университета провели совместную работу, в ходе которой была воссоздана полная 3D модель растения. Для этого они просканировали каждый слой камня, в котором было заключен астероксилон, а затем соединили полученные изображения в одно трехмерное изображение. Это первое полное изображение растение данного вида.

Трехмерная модель помогла понять, как именно развивались разные части растения. По словам ученых, в какой-то момент корневище образовало развилку, и одна чего часть начала расти вверх, развивая качества побега, а другая — вниз, принимая на себя роль корня. Это называется дихотомическим ветвлением и встречается в однородных тканях. Однако, по каким-то причинам этот механизм не закрепился в природе в ходе эволюции, и сегодня нет видов, которые бы формировали таким образом корневую систему. Тем не менее, можно точно сказать, что такой тип ветвления повлиял на формирования современного облика высших растений.