Дерева авокадо змінюють стать протягом дня: як це працює

Уже щонайменше сто років відомо, що авокадо поділяють на два типи за часом розкриття квіток. Один функціонально проявляє себе як чоловічий уранці та жіночий у другій половині дня, а інший діє навпаки. Фермери давно використовують цю особливість для успішного запилення дерев, однак генетичне пояснення процесу досі залишалося загадкою.

Нове дослідження допомогло з’ясувати, який ген визначає тип цвітіння авокадо та чому його квітки відкриваються і закриваються у певному ритмі. Деталі розповіло IflScience.

Як авокадо уникає самозапилення

"Наше дослідження дає генетичне пояснення столітній загадці запилення авокадо", – зазначив доктор Джеффрі Гро з Берклі, автор роботи.

За його словами, квітки не є статичними структурами. Вони відкриваються і закриваються протягом дня, змінюючи свою функціональну роль. Завдяки генетичному аналізу науковці змогли простежити походження цього механізму на мільйони років у минуле.

Більшість рослин є гермафродитами, тобто одночасно виробляють пилок і можуть приймати його. Така особливість має очевидну еволюційну перевагу: навіть одна ізольована рослина за допомогою вітру або комах може розмножуватися.

Водночас постійне самозапилення має недоліки. Воно зменшує генетичне різноманіття, через що потомство може бути більш уразливим до хвороб, паразитів і змін довкілля.

Деякі рослини розділені на чоловічі й жіночі особини та повністю залежать від сусідніх рослин протилежної статі. Авокадо має іншу систему, яка поєднує переваги обох способів.

Його дерева поділяють на два типи – А і B. При цьому кожна окрема квітка відкривається двічі: спочатку як жіноча, коли вона може прийняти пилок, а потім як чоловіча, коли починає його виділяти.

Чим відрізняються типи А і B

Авокадо типу B відкриває квітки в жіночій фазі вранці, а наступного дня – у чоловічій фазі після обіду. У дерев типу А послідовність протилежна: квітка відкривається як жіноча в першій половині дня, закривається, а наступного дня знову розкривається вже як чоловіча.

Таким чином, гермафродитне дерево в різний час доби функціонально поводиться як жіноче або чоловіче.

"Якби всі рослини одночасно були чоловічими, а потім одночасно ставали жіночими, обміну пилком не відбувалося б", – пояснив професор Грем Куп з Каліфорнійського університету в Девісі.

Саме наявність двох типів, які почергово відкривають квітки в чоловічій і жіночій фазах, дозволяє авокадо обмінюватися пилком протягом усього дня.

Якщо пилок усе ж потрапляє на квітку того самого дерева, ймовірність отримати життєздатне потомство знижується. Для власників одного дерева це може створювати труднощі, однак для виду загалом такий механізм допомагає підтримувати генетичне різноманіття.

Який ген керує цвітінням авокадо

Щоб з’ясувати генетичну основу цього процесу, дослідники порівняли ДНК 374 рослин авокадо. Вони виявили ген під назвою SDMYB, який визначає, до якого типу належить дерево.

Існують дві версії, або алелі, цього гена. Авокадо типу А мають по одній копії кожного варіанта. Дерева типу B є гомозиготними, тобто обидві копії гена в них однакові. Ці алелі впливають на вироблення білка, який керує ритмом відкривання квіток.

"Один алель цього гена є домінантним і має особливу часову регуляцію, тісно пов’язану з різницею у відкриванні та закриванні квіток у типів А і B", – розповів Джеффрі Гро.

Механізм виник мільйони років тому

Порівнявши споріднені види рослин, науковці дійшли висновку, що поєднання генетичних варіантів, відповідальних за таку поведінку квіток, з’явилося приблизно 42 мільйони років тому.

Розділення чоловічої та жіночої фаз у часі виникало й в інших родинах рослин, зокрема у кориці. Однак там цей процес може контролюватися іншими генами, а зміна функціональної статі іноді відбувається не протягом дня, а лише раз за сезон.

Авокадо особливо добре координує відкривання величезної кількості квіток. Велике дерево може утворювати понад мільйон квіток протягом сезону, поступово розподіляючи їхнє цвітіння у часі.

Чому відкриття важливе для фермерів

Раніше молоді дерева типів А і B зовні нічим не відрізнялися. Визначити їхній тип можна було лише після початку цвітіння, а на це іноді доводилося чекати від 10 до 15 років. Через це фермери могли роками вирощувати дерева, а потім виявити, що співвідношення типів А і B у саду не підходить для ефективного запилення.

Тепер молоді рослини можна буде перевіряти за допомогою генетичного тесту ще до появи перших квіток. Це дозволить селекціонерам і виробникам авокадо заздалегідь визначати тип дерева та правильніше планувати посадки.

OBOZ.UA також розповідав, чому обов'язково варто додати авокадо до свого раціону.

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.