Wir verwenden das Wort „Wurzeln“ oft als Metapher für Ursprünge. Wenn das stimmt, dann haben Wissenschaftler in Japan die überraschende Entdeckung gemacht, dass die Wurzeln der Wurzeln nicht in Wurzeln liegen. Die Wurzelentwicklung nutzt ein Gen, das sich entwickelte, bevor die Natur auf die Idee kam, Wurzeln zu entwickeln. Hidehiro Fukaki sagt, seine Forschungsgruppe habe herausgefunden, dass ein Gen namens RLF ist für die seitliche Wurzelentwicklung in der Modellpflanze notwendig Arabidopsis thaliana, Aber die RLF Genfamilie ist an der Entwicklung pflanzlicher Organe beteiligt. RLF auch bei anderen Pflanzen wichtig?

Sie sahen RLF Gene im Schirmlebermoos, Marchantia polymorpha. Dies ist ein Bryophyt, eine Pflanze ohne Wurzeln. Wenn es, und Arabidopsis haben RLF Gene, so ist es wahrscheinlich, dass ihr wurzelloser gemeinsamer Vorfahre vor etwa 500 Millionen Jahren diese Gene verwendete. Wofür nutzte er diese Wurzelgene? Sie fanden heraus, dass RLF Das Gen produziert ein Protein, das zur großen Gruppe der Häm-bindenden Proteine ​​gehört. Es kann also ein Molekül namens „Häm“ binden, das an der Energieübertragung in Zellen beteiligt ist. Es stellt sich jedoch heraus, dass dieses Gen mehr tut, als nur bei der Energieverwaltung zu helfen.

Fukaki und Kollegen fanden heraus, dass Lebermoose fehlten RLF haben schwere Deformationen in verschiedenen Organen, was zeigt, dass RLF ist auch an der Organentwicklung bei Bryophyten beteiligt. Sie zeigen auch, dass die Arabidopsis Gen konnte seine Funktion im Lebermoos erfüllen und das Gen des Lebermoos in ArabidopsisDas RLF-Protein bildet eine Tasche für Häm und fixiert diese dann mithilfe spezifischer Aminosäuren. Dies fungiert als molekularer Schalter für Elektronentransfers oder Proteininteraktionen, was eine Signalkaskade auslösen könnte, die den Aufbau neuer Organe anregt.

Fukaki sagt, das sei bedeutsam. „Die Tatsache, dass RLF spielt eine wichtige Rolle bei der Organentwicklung, da zumindest die Entstehung der Landpflanzen ein Beispiel dafür ist, wie die Evolution oft bestehende Mechanismen für neue Funktionen vereinnahmt, wie etwa für die Wurzelentwicklung, die sich erst entwickelte, nachdem sich Lebermoose und Moose von den anderen Landpflanzen abgespalten hatten.“

Ein besseres Verständnis der Evolution ist an sich schon lohnenswert, aber weil RLF Obwohl es in allen Pflanzen vorkommt, hat es auch praktischen Wert. Es mag zwar nicht als Wurzelgen entstanden sein, ist es aber heute. Die Verbesserung der Wurzeln würde dazu beitragen, die Ernteerträge zu steigern und die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem globalen Wandel zu erhöhen.

Iwata, KP, Shimizu, T., Sakai, Y., Furuya, T., Fukumura, H., Kondo, Y., Masuda, T., Ishizaki, K. und Fukaki, H. 2025 „Evolutionär konserviertes RLF, ein Cytochrom b5‐ähnliches Häm‐bindendes Protein, reguliert die Organentwicklung in Marchantia polymorpha" New Phytologist. https://doi.org/g9k8xd.

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Bild: canva.