Папоротник стал первым в подпорядке с независимым гаметофитом

Исследователи из Токийского столичного университета обнаружили, что папоротник Hymenasplenium murakami-hatanakae может существовать в виде независимого гаметофита, то есть жить долгое время без спорообразующего спорофита. Работа опубликована в Journal of Plant Research.

Учёные собрали образцы на острове Идзу-Осима в Японии и с помощью ДНК-анализа показали, что этот папоротник из подпорядка Aspleniineae (который охватывает 30% всех папоротников планеты) относится к этому редкому классу.

Чередование поколений у растений включает два этапа:

• Спорофит — диплоидная стадия (два набора хромосом), производящая споры.
• Гаметофит — гаплоидная стадия (один набор хромосом), производящая гаметы.

У большинства наземных растений эти поколения зависят друг от друга в питании. У папоротников же гаметофит может существовать самостоятельно. Известно, что некоторые виды папоротников могут долгое время жить как независимые гаметофиты без спорофитов, но это явление остаётся малоизученным.

Команда под руководством профессора Нориаки Мураками исследовала Hymenasplenium murakami-hatanakae, который растёт в тёмных влажных местах на скалах у рек в Японии и на Тайване. Используя метод ДНК-штрихкодирования, они сравнили ДНК из хлоропластов спорофитов и гаметофитов.

К удивлению учёных, данные показали, что гаметофиты этого вида могут долго существовать в полностью изолированных от спор условиях. Это первый известный случай независимого гаметофита не только для семейства Aspleniaceae, но и для всего подпорядка Aspleniineae.

Открытие предполагает, что гаметофиты на острове Идзу-Осима смогли адаптироваться к своей каменистой изолированной среде. Это проливает свет на эволюцию гаметофитов и ставит вопросы об экологии растений. Команда надеется накопить больше знаний о виде, чтобы понять, как разнообразные виды папоротников занимают экологические ниши.