Khám phá loại gene cổ đại giúp thực vật sinh trưởng, thích nghi và tồn tại

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Một nhóm nhà khoa học tại Đại học Monash (Australia) vừa xác định được gene duy nhất từ một loài thực vật trên cạn giúp làm sáng tỏ cách thức thực vật lần đầu tiên phát triển khả năng sinh trưởng liên tục - một đặc điểm then chốt cho phép chúng xâm chiếm đất khô và định hình sự sống trên Trái Đất.

Nghiên cứu - được công bố trên tạp chí Current Biology - tập trung vào loại rêu thuộc ngành rêu tản có tên khoa học là Marchantia polymorpha. Đây là loài thực vật đại diện cho nhánh tiến hóa riêng biệt khi tổ tiên của chúng đã phân nhánh khỏi thực vật có hoa từ thời kỳ cổ đại khoảng hơn 400 triệu năm trước. Mặc dù có kích thước nhỏ, loài thực vật này lại chứa đựng một cơ chế di truyền được cho là rất quan trọng đối với sự tiến hóa ban đầu của thực vật trên cạn.

Theo các nhà nghiên cứu, gene được xác định ở loài rêu trên có tên là MpARF2, hoạt động như một cơ chế điều chỉnh chủ đạo đối với các tế bào gốc, những tế bào biệt hóa ở trạng thái nguyên sơ chịu trách nhiệm cho sự tăng trưởng liên tục. MpARF2 tạo ra vùng an toàn bên trong cây, nơi quá trình tăng trưởng được điều phối một cách hiệu quả. Vùng này có chức năng cô lập và bảo vệ các tế bào gốc khỏi tác động của các tín hiệu gây biệt hóa, tức là ngăn các tế bào nguyên gốc phát triển thành các loại tế bào có chức năng cụ thể như lá, thân và rễ.

Tiến sĩ Eduardo Flores-Sandoval, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết tập hợp các tế bào gốc này tạo ra một mô phân sinh (meristem) - một loại mô đặc biệt trong thực vật bao gồm các tế bào gốc của thực vật có khả năng phân chia mạnh mẽ và liên tục trong suốt vòng đời của cây. Sự tiến hóa của mô phân sinh cho phép thực vật phát triển theo hướng phản ứng với các tín hiệu môi trường, chẳng hạn như ánh sáng và trọng lực. Đây là một khía cạnh quan trọng khi chúng thực sự bám rễ tại chỗ.

Giáo sư John Bowman, tác giả cao cấp của nghiên cứu, nhận định đây là một cơ chế đơn giản và tinh tế. Theo ông, các tế bào gốc sản xuất hormone auxin - chất điều khiển sự “biệt hóa” để tăng trưởng - nhưng lại miễn nhiễm với tác động của chính tín hiệu này nhờ có MpARF2. Vì vậy, các tế bào gốc hoạt động như một trung tâm điều phối, hướng dẫn các tế bào lân cận bắt đầu quá trình chuyên hóa.

Giáo sư Bowman nhấn mạnh cơ chế này có thể là một đột phá quan trọng đối với thực vật trên cạn thời kỳ sơ khai. Nhờ có mô phân sinh, chúng có thể sinh trưởng theo hướng phản ứng với các tín hiệu môi trường, đồng thời đảm bảo khả năng tái sinh khi bị các loài động vật ăn cỏ tiêu thụ.

Theo các nhà khoa học, kết quả nghiên cứu góp phần làm sâu sắc hơn hiểu biết về quá trình tiến hóa của thực vật, đồng thời mở ra những ứng dụng quan trọng đối với nông nghiệp hiện đại và khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu, đặc biệt trong việc thiết kế các giống cây trồng có khả năng tái sinh hoặc phản ứng tốt hơn với điều kiện tiêu cực.

Điều gì sẽ xảy ra với Ukraine vào năm 2026?
Điều gì sẽ xảy ra với Ukraine vào năm 2026?
(Ngày Nay) - Sau gần 4 năm xung đột, Ukraine bước vào năm 2026 với ba mặt trận quyết định: chiến trường khốc liệt, vấn đề nội bộ và những nỗ lực ngoại giao mong manh.
Văn hóa Kẻ Chợ “chắp cánh” sáng tạo Thủ đô
Văn hóa Kẻ Chợ “chắp cánh” sáng tạo Thủ đô
(Ngày Nay) - Giữa một đô thị đang thay da đổi thịt từng ngày, bản sắc Hà Nội không thể đứng ngoài guồng quay không ngừng nghỉ ấy. Việc lựa chọn khu vực chợ Đồng Xuân – Bắc Qua và Trung tâm công nghiệp văn hóa Đồng Xuân làm điểm tựa cho các hoạt động sáng tạo đô thị mở ra một hướng tiếp cận mới, đưa di sản trở lại vai trò môi sinh của sáng tạo, nơi ký ức, giao thương và sinh kế cùng tham gia kiến tạo diện mạo Thủ đô nghìn tuổi.
Việt Nam - Lào thắt chặt hợp tác quản lý, phát triển biên giới
Việt Nam - Lào thắt chặt hợp tác quản lý, phát triển biên giới
(Ngày Nay) - Từ ngày 25 – 27/12, tại thủ đô Viêng Chăn đã diễn ra Cuộc họp thường niên lần thứ 34 giữa hai Đoàn đại biểu biên giới Việt Nam - Lào. Đoàn đại biểu biên giới Việt Nam do ông Nguyễn Minh Vũ, Thứ trưởng Thường trực Bộ Ngoại giao, làm trưởng đoàn. Trưởng đoàn Lào là Thứ trưởng Ngoại giao Maythong Thammavongsa.