Российские ученые включились в спор о форме древнейшего цветка

В августе 2017 года в Nature Communications вышла научная статья с реконструкцией цветка — предка всех покрытосеменных, которую построили на основе модели в программе eFLOWER. Меньше чем через полгода ботаники из МГУ имени М.В. Ломоносова в соавторстве с коллегами из Великобритании оспорили достоверность этой модели. Свои аргументы они представили в American Journal of Botany.

Сложно понять, как выглядел общий предок цветковых растений, так как самые близкие к нему современные линии очень сильно отличаются друг от друга. Цветки представителей Amborellales (порядок Амбореллоцветные) раздельнополые, а органы цветков расположены по спирали. Растения Nymphaeales (порядок Нимфейноцветные, также Кувшинкоцветные) обладают обоеполыми цветками, органы которых расположены концентрическими кругами.

Модель 2017 года была построена французскими учеными под руководством Эрве Соке на основе обширной базы данных с чертами современных растений с учетом данных молекулярной биологии о родстве и эволюции цветковых растений. Эта информация была обработана при помощи сложных статистических моделей. В итоге ученые получили обоеполый цветок с лепесткообразными органами, сросшимися по три. Анализ с помощью программы позволил приписать древнейшему цветку множество предполагаемых черт и детально охарактеризовать его.

Эта работа породила сомнения в достоверности такого результата. «Вещи могут быть статистически возможными, оставаясь при этом биологически невозможными», — предостерегает Памела Солтис, ботаник из Флоридского университета в Гейнсвилле. Критикуя мельчайшие детали анатомии реконструированного цветка, биологи привлекают внимание к вопросу о том, до какой степени можно довериться статистике и большим данным в поисках ответов на биологические вопросы.

В новом исследовании профессор и член-корреспондент РАН Дмитрий Соколов, заведующий кафедрой высших растений биологического факультета МГУ, оспаривает вывод французских коллег, замечая у них большие несоответствия. Так, в модели древнейшего цветка одновременно оказались женские и мужские органы, но Соколова смутило не это, а их расположение: лепестки и тычинки в цветке размещались концентрическими кругами, а женские репродуктивные органы, напротив, должны были расти спирально.

Среди современных растений в одном цветке такая комбинация не встречается, и ботаник считает, что развиться и эволюционировать в таком виде она тоже не могла. Причина этого в том, что мужские и женские органы цветка развиваются из одного и того же участка растения, и иногда пестик даже напрямую определяет расположение тычинок.

По мнению Дмитрия Соколова, основная проблема подхода разработчиков eFLOWER состоит в том, что программа независимо анализирует каждую черту перед тем, как собрать их в одном растении. «Они проанализировали каждую черту отдельно, — поясняет он, — но некоторые комбинации характеристик попросту невозможны».

Автор предыдущей работы Эрве Соке не спорит с некоторыми аргументами, напоминая, что многие из характеристик его цветка лишь могли существовать с некоторой долей вероятности, иногда довольно низкой. При этом он не согласен с тем, что отсутствие каких-то комбинаций черт современных растений означает, что такое сочетание принципиально невозможно.

Кто же на самом деле окажется прав, возможно, станет понятно в будущем. Может, ответ принесут новые, усложненные модели и статистические расчеты и новые массивы данных. Не исключено, что решение будет лежать в том же направлении, что и развитие eFLOWER, там, где подходы классической ботаники пересекаются с новейшими знаниями, полученными молекулярными биологами.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.