Nyt fund kan forklare, hvordan planter erobrede landjorden

Et nyt forskningsfund fra Københavns Universitet kan være med til at forklare, hvordan planter for flere hundrede millioner år siden gik fra simple, flade former til at kunne vokse opad og udvikle sig til skove, buske og blomster.

Forskerne har identificeret et hidtil ukendt protein i mos. Proteinet har fået navnet RAK1 og kan have spillet en vigtig rolle i den proces, hvor tidlige planter lærte at vokse i tre dimensioner.

Den evne var afgørende for, at planter kunne udvikle sig fra flade strukturer til mere komplekse former med knopper, skud og blade.

Fra flad vækst til skud og blade

Indtil planterne begyndte at vokse i flere retninger, var deres udvikling begrænset. Alger og tidlige planteformer voksede primært fladt langs et underlag.

Ifølge forskerne lærte planteceller for omkring 470 millioner år siden at dele sig i tre dimensioner. Det gjorde det muligt for planterne at vokse både opad og ud til siderne.

“Uden egenskaben at vokse i tre dimensioner ville landskabet være markant anderledes, for vi ville ikke se træer og buske gro, som de gør den dag i dag. Livet på land ville sandsynligvis have været meget mere begrænset,” siger Thomas Juel Ammitsøe, postdoc ved Biologisk Institut på Københavns Universitet.

Protein blev fjernet i forsøg

Forskerne undersøgte proteinet RAK1 i mosarten bulet muddermos, som ofte bruges i forskning i planters udvikling.

I forsøget sammenlignede de mos, hvor proteinet var til stede, med mos, hvor RAK1 var fjernet. Resultatet viste, at mos uden proteinet ikke delte sig normalt og udviklede defekte knopper.

“Og her så vi, at cellerne i den mos, som ikke havde RAK1-proteinet, ikke delte sig rigtigt og voksede med defekte knopper. Derfor kan vi sige, at RAK1 kan have været afgørende for, at mosset har kunnet vokse effektivt,” siger adjunkt Cloe De Luxan Hernandez.

Ny viden om livets udvikling

Ifølge forskerne viser fundet, at overgangen fra flad til tredimensionel plantevækst ikke kun handler om, hvilke gener der er tændt og slukket. Det handler også om cellernes stofskifte og evnen til at skaffe energi til vækst og celledeling.

“Vores resultater tyder på, at overgangen fra flad til tredimensionel plantevækst ikke kun afhænger af, hvilke gener der er tændt og slukket, men også af præcise ændringer i cellernes stofskifte under stamcelledeling og knopdannelse,” siger lektor Eleazar Rodriguez.

Resultaterne er udgivet i det videnskabelige tidsskrift New Phytologist. I alt 18 forskere har været med til studiet, som er udført i et internationalt samarbejde med forskere fra blandt andet England, Japan, Tyskland og Østrig.