Деревья авокадо меняют пол в течение дня: как это происходит

Уже как минимум сто лет известно, что авокадо делятся на два типа по времени раскрытия цветков. Один из них функционально проявляет себя как мужской утром и женский во второй половине дня, а другой – наоборот. Фермеры давно используют эту особенность для успешного опыления деревьев, однако генетическое объяснение этого процесса до сих пор оставалось загадкой.

Новое исследование помогло выяснить, какой ген определяет тип цветения авокадо и почему его цветки раскрываются и закрываются в определенном ритме. Подробности рассказало IflScience.

Как авокадо избегает самоопыления

"Наше исследование дает генетическое объяснение вековой загадке опыления авокадо", – отметил доктор Джеффри Гро из Беркли, автор работы.

По его словам, цветки не являются статичными структурами. Они открываются и закрываются в течение дня, меняя свою функциональную роль. Благодаря генетическому анализу ученые смогли проследить происхождение этого механизма на миллионы лет назад.

Большинство растений являются гермафродитами, то есть одновременно производят пыльцу и могут принимать её. Такая особенность имеет очевидное эволюционное преимущество: даже одно изолированное растение с помощью ветра или насекомых может размножаться.

В то же время постоянное самоопыление имеет недостатки. Оно снижает генетическое разнообразие, из-за чего потомство может быть более уязвимым к болезням, паразитам и изменениям окружающей среды.

Некоторые растения делятся на мужские и женские особи и полностью зависят от соседних растений противоположного пола. Авокадо имеет иную систему, которая сочетает преимущества обоих способов.

Его деревья делятся на два типа – А и B. При этом каждый отдельный цветок раскрывается дважды: сначала как женский, когда он может принять пыльцу, а затем как мужской, когда начинает её выделять.

Чем отличаются типы А и B

Авокадо типа B раскрывает цветки в женской фазе утром, а на следующий день – в мужской фазе после обеда. У деревьев типа А последовательность противоположная: цветок раскрывается как женский в первой половине дня, закрывается, а на следующий день снова раскрывается уже как мужской.

Таким образом, гермафродитный дерево в разное время суток функционально ведет себя как женское или мужское.

"Если бы все растения одновременно были мужскими, а затем одновременно становились женскими, обмена пыльцой не происходило бы", – пояснил профессор Грэм Куп из Калифорнийского университета в Дэвисе.

Именно наличие двух типов, которые поочередно раскрывают цветки в мужской и женской фазах, позволяет авокадо обмениваться пыльцой в течение всего дня.

Если пыльца всё же попадает на цветок того же самого дерева, вероятность получить жизнеспособное потомство снижается. Для владельцев одного дерева это может создавать трудности, однако для вида в целом такой механизм помогает поддерживать генетическое разнообразие.

Какой ген управляет цветением авокадо

Чтобы выяснить генетическую основу этого процесса, исследователи сравнили ДНК 374 растений авокадо. Они обнаружили ген под названием SDMYB, который определяет, к какому типу относится дерево.

Существуют две версии, или аллели, этого гена. Авокадо типа А имеют по одной копии каждого варианта. Деревья типа B являются гомозиготными, то есть обе копии гена у них одинаковы. Эти аллели влияют на выработку белка, который управляет ритмом раскрытия цветков.

"Один аллель этого гена является доминантным и обладает особой временной регуляцией, тесно связанной с различиями в раскрытии и закрытии цветков у типов А и B", – рассказал Джеффри Гро.

Механизм возник миллионы лет назад

Сравнив родственные виды растений, ученые пришли к выводу, что сочетание генетических вариантов, ответственных за такое поведение цветков, появилось примерно 42 миллиона лет назад.

Разделение мужской и женской фаз во времени наблюдалось и в других семействах растений, в частности у корицы. Однако там этот процесс может контролироваться другими генами, а смена функционального пола иногда происходит не в течение дня, а лишь один раз за сезон.

Авокадо особенно хорошо координирует раскрытие огромного количества цветков. Большое дерево может образовывать более миллиона цветков в течение сезона, постепенно распределяя их цветение во времени.

Почему распускание важно для фермеров

Раньше молодые деревья типов А и B внешне ничем не отличались. Определить их тип можно было только после начала цветения, а на это иногда приходилось ждать от 10 до 15 лет. Из-за этого фермеры могли годами выращивать деревья, а затем обнаружить, что соотношение типов А и B в саду не подходит для эффективного опыления.

Теперь молодые растения можно будет проверять с помощью генетического теста еще до появления первых цветков. Это позволит селекционерам и производителям авокадо заранее определять тип дерева и более правильно планировать посадки.

OBOZ.UA также рассказывал, почему обязательно стоит включить авокадо в свой рацион.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.