Уникальное дерево Земли: его цветы меняют пол каждую весну на протяжении 40 миллионов лет.

Природа хранит множество загадок, и одна из них заключается в том, как растения предотвращают самоопыление. Долгое время ученые не могли найти ответ на этот вопрос, пока не выяснили, что ореховые деревья эволюционировали, чтобы избежать этой путаницы: они разделяют время цветения своих мужских и женских цветов, причем цветы одного пола появляются первыми, а другого — позже, сообщает IFLScience.

Первым, кто обратил на это внимание, был Чарльз Дарвин. В 1877 году он обнаружил, что ореховые деревья могут различаться в зависимости от того, цветут ли они мужскими или женскими цветами. Исследователи также отметили, что такое поведение наблюдается как у одомашненных ореховых деревьев, так и у их диких аналогов. Интересно, что соотношение женских и мужских цветов, как правило, составляет около 1:1.

Прошло еще сто лет, прежде чем ученые выяснили, что разгадка этого явления заключается в одном генетическом локусе — это открыл аспирант из Калифорнийского университета в Дэвисе Скотт Глисон. Тем не менее, ученые все еще не понимали, как именно это происходит.

В новом исследовании, проведенном под руководством аспиранта по популяционной биологии Калифорнийского университета в Дэвисе Джеффа Гроха, ученые сделали шаг вперед в понимании определения пола в семействе деревьев Juglandaceae, которое включает грецкий орех, гикори и пекан.

В ходе исследования команда собрала данные из программы разведения грецкого ореха, а также с местных черных ореховых деревьев. Они определили, какие из цветов были женскими, а какие мужскими, и затем секвенировали их геномы в поисках закономерностей, связанных с этим явлением. Результаты показали, что для грецкого ореха существует два варианта гена, которые были идентифицированы учеными. Также стало ясно, что именно этот ген влияет на то, какой пол будет первым во время цветения. Эта система была обнаружена как минимум у девяти видов грецкого ореха и оставалась стабильной в течение удивительно долгого времени — не менее 40 миллионов лет.

В исследовании также были изучены деревья пекана. Результаты указывают на то, что у них тоже существует стратегия цветения, контролируемая отдельным генетическим регионом, но в другой области генома, чем у ореховых деревьев. Ученые считают, что у пекана эта система развилась на 10 миллионов лет раньше, чем у грецкого ореха.

Исследование демонстрирует, что система, похоже, способствует поддержанию баланса 1:1 между женскими и мужскими деревьями. По словам Гроха, довольно необычно, что деревья сохраняют эту вариацию на протяжении столь длительного времени.