Изменение плотности сосудов может привести к развитию C4-растения

С4-фотосинтез —  это сложный признак, который повышает производительность фотоассимиляции у растений в условиях теплого климата. Кажется парадоксальным, что С4-фотосинтез развивался независимо у многих видов растений, несмотря на необходимость для этого специальной анатомии листьев. Анатомические модификации, лежащие в основе эволюции C4, ранее оценивались с помощью межвидовых сравнений, которые фиксируют многочисленные изменения, но часто помимо тех, которые действительно необходимы для появления и функциональности C4. В данном исследовании Лундгрен и соавт. (2018) количественно оценивали анатомические изменения, сопровождающие переход между не-С4- и С4-фенотипами, путем широкого отбора проб в континууме анатомических признаков листа у травянистого растения Alloteropsis semialata. Как оказалось, в пределах этого вида единственная особенность, которая является общей и специфичной для C4-индивидуумов — это увеличение плотности сосудов, обусловленное, в частности, развитием малых сосудов, которое приводит к ряду вторичных эффектов, способствующих функции C4. Поэтому для видов с необходимыми анатомическими предпосылками, интенсивное формирование сосудов в ходе роста и развития может быть достаточным для создания функциональной С4-анатомии листа. Таким путем может возникать исходная эволюционная точка для появления у вида синдрома С4, который со временем может усложняться, становясь все более специализированным.

Подробности см: Ecology Letters, Vol. 22, Issue 2, https://doi.org/10.1111/ele.13191