Жизнь без старости

^{Рис. II.2.2.3 Двойной мутант резушки (Arabidopsis thaliana) по генам socl и ful переключается с полового размножения (семенами) на вегетативное (корневищами). В течение многих месяцев он почти не образует семян, убивающих растение дикого типа в возрасте 2,5 месяцев. Из мелкой травы растение становится кустарником с древовидным стволом. а — двухмесячное растение дикого типа (слева) и восьмимесячное растение-мутант (справа); б — четырнадцатимесячный мутант (по С.Мельцеру и др. [222]).}

Авторы полагают, что современная A. thaliana исходно возникла как вегетативно размножающееся многолетнее растение, первоначально конкурировавшее с другими кустами и деревьями, и лишь затем, в процессе эволюции, стало травой (как это случилось с хвощами и папоротниками). Такой переход сопровождался появлением полового размножения, завершающегося образованием многочисленных очень мелких семян, легко разносимых ветром на большие расстояния. Семена быстро прорастают и, попав в открытую почву, дают побеги мелкой травы, которая растет, не конкурируя с другими растениями, еще не успевшими вырасти на этой почве.

Современная резушка — короткоживущий организм, убиваемый своими собственными семенами. Ранняя смерть ускоряет смену поколений, а, стало быть, и эволюцию A. thaliana. Другое обстоятельство, также ускоряющее эволюцию, состоит в том, что резушка — однократно размножающееся существо, так что новая порция семян будет заведомо образована другим индивидом, а это повысит разнообразие потомства и, стало быть, увеличит вероятность появления новых признаков. В ту же сторону (ускорения эволюции) влияет сама смена вегетативного размножения на половое, где геном потомства — всегда гибрид геномов двух родителей. Неслучайно переход к половому размножению у дрожжей есть одна из реакций на ухудшение условий среды, а значит и попытка найти новые признаки, могущие помочь выжить в изменившейся обстановке [321]. По-видимому, трансформация резушки из вегетативно размножающегося растения в цветковое произошла сравнительно недавно, так что древняя (вегетативная) программа жизни еще сохранилась в её геноме в качестве резервной[10]. A. thaliana может рассматриваться в качестве прецедента, когда инактивация нескольких генов полностью предотвращает быстрое старение, влекущее за собой смерть [324]. При этом резушка вряд ли какое-то редчайшее исключение. Мельцер и соавторы [222] пишут: «…среди покрытосеменных растений способ жизни как многолетнего дерева мог предшествовать эволюции такого растения в однолетнюю траву, причем подобные трансформации происходили неоднократно и независимо друг от друга [44]. И наоборот, однолетние травы, также многократно, эволюционировали в многолетние деревья. Например, различные виды однолетних трав, таких как Sonchus и Echium, на изолированных островах эволюционировали в древовидные многолетние растения из их континентальных однолеток [21,153,113]».

Среди многолетних растений есть примеры организмов, многие годы размножающихся вегетативно, затем переключающихся на половое размножение и гибнущих после созревания семян (рис. II.2.2.4).

^{Рис. II.2.2.4 Феноптоз бамбука. Ботанический сад в Гетеборге, Швеция. Начало июля (фото И.Смирновой).}

Ряд видов бамбука имеет фиксированную продолжительность жизни, определяемую сроком цветения. Этот срок свой у каждого вида бамбука, варьируя от 6 лет (зацветает на шестой год жизни) до 120 лет (зацветает на сто двадцатый год). Агава (рис. II.2.2.5) и мадагаскарская пальма Ravenala madagascariensis (рис. II.2.2.6), зацветающие соответственно на десятый и сотый год, гибнут тотчас вслед за созреванием семян.

^{Рис. II.2.2.5 Агава живет 10 лет, цветет и погибает. Удаление цветоностного побега перед цветением увеличивает продолжительность жизни до 100 лет [421].}

^{Рис. II.2.2.6 Гиганские мадагаскарские пальмы («дерево путешественников, Ravenala madagascariensis) жили около 100 лет, зацвели в 2010 году и погибли сразу же после плодоношения.}