Механизм блюм тип он: Обзор TIP-ON для дверей | Blum

PacBio Подготовка и секвенирование библиотеки PacBio выполняли, как описано ранее ⁵² с некоторыми модификациями. Для получения всех полноразмерных последовательностей транскриптомов, экспрессируемых во время развития цветка KOVA, общую РНК чашелистиков, лепестков, эпихилов и гипохилов из цветков D1, D7 и D8 полностью смешивали в равных количествах для создания библиотек секвенирования.Затем кДНК синтезировали с использованием набора SMARTer ™ PCR cDNA Synthesis. После 14 циклов ПЦР-амплификации продукты размером 1–4 т. п.н. и размером> 4 т.п.н. использовали для конструирования библиотек с использованием системы выбора размера BluePippin ™ (Sage Science, MA, США). Затем для двух библиотек была проведена крупномасштабная ПЦР для амплификации полноразмерной кДНК, которая была использована для конструирования библиотеки SMRTbell (включая восстановление повреждений кДНК, окончательную репарацию и лигирование с адаптерами типа гантели SMRT). Перед секвенированием матрицу SMRTbell отжигали с праймером для секвенирования, и полимеразу связывали с отожженной матрицей с праймером.Связанные с полимеразой шаблоны секвенировали на платформе PacBio Sequel с использованием химии P6-C4 с 10-часовыми фильмами.

Уникальные полноразмерные последовательности транскриптомов (изоформы) были получены из необработанных данных секвенирования с использованием конвейера SMRT Link v5.0.1 ⁵³ , поддерживаемого Pacific Biosciences. Сначала считывания циклической согласованной последовательности (CCS) были извлечены из подпотоков в файле BAM. Во-вторых, чтения CCS были классифицированы на полноразмерные нехимерные (FLNC), неполноразмерные (nFL), химерные и короткие (т.е.(длина считывания <200 п.н.) считывания в зависимости от того, были ли обнаружены праймеры кДНК и поли-A-хвосты. Впоследствии мы использовали итеративную кластеризацию для исправления ошибок (ICE) для кластеризации чтений FLNC и генерации согласованных чтений FLNC, которые были дополнительно обработаны чтениями nFL с использованием Quiver для получения высококачественных согласованных чтений FLNC. Наконец, избыточные высококачественные согласованные чтения FLNC были удалены с помощью CD-HIT-v4.6.7 ⁵⁴ с порогом идентичности 0,99 для получения окончательных изоформ.

Последние изоформы были аннотированы поиском BLAST в базе данных неизбыточных белков (Nr) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) и в базе данных Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG) (http: // www.genome.jp/kegg) при пороговом значении E, равном 1e − 5. Чтобы исключить изоформы, которые могли быть производными от вируса мозаики Cymbidium (CymMV), мы использовали геномы CymMV (ref | NC_001812. 1 |) в качестве эталона для идентификации вирусных изоформ по их сходству (охват запросов> 90% и процент идентичности> 80%) и получили окончательный набор изоформ.Кодирующие последовательности (CDS), последовательности белков и последовательности UTR изоформ анализировали с использованием ANGEL ⁵⁵ . Мы выровняли белковые последовательности изоформ с базой данных Pfam (версия 26.0) с помощью программы Pfam_Scan ⁵⁶ и базы данных SMART (версия 06/08/2012) с программой HMMER для профильных моделей Маркова со скрытым профилем для анализа биопоследовательностей (http: //hmmer.org/) для прогнозирования белковых доменов.

Подготовка библиотеки транскриптомов Illumina (RNA-Seq), секвенирование и оценка уровня экспрессии

Суммарная РНК чашелистиков, лепестков, эпихилов и гипохилов из цветков D1, D4, D7 и D8 была извлечена и использована для RNA-Seq секвенирование (рис.1d) с целью описания профиля экспрессии транскриптома во время развития цветка KOVA. На этих четырех этапах оценивали три биологических пучка реплик от каждой части цветка (т. е. образцы из тех же структур 4-6 особей были смешаны для образования одной реплики), всего 48 образцов. РНК — Подготовка библиотеки Seq выполнялась в соответствии с предыдущим исследованием ⁵⁷ . Конечные продукты ПЦР секвенировали с использованием Illumina HiSeq ^TM 4000.

Мы использовали собственные сценарии Perl для обработки необработанных данных для получения чистых данных. В этом процессе чтения, содержащие адаптеры, чтения, содержащие более 10% неизвестных нуклеотидов (N), и чтения низкого качества, содержащие более 50% низкокачественных ( Q -значение ≤ 10) оснований, отфильтровывались из необработанных данных. Считывания рРНК были удалены из чистых данных для получения эффективных данных с использованием Bowtie2 ⁵⁸ . Эффективные данные были сопоставлены с геномом CymMV (ref | NC_001812.1 |) с помощью bowtie2, а считывания CymMV были отфильтрованы из эффективных данных для генерации окончательных чистых данных.Эти окончательные чистые данные затем были сопоставлены с геномом псевдосвязи (т. е. ранее описанным окончательным набором изоформ) с использованием HISAT2 ⁵⁹ . Неотмеченные чтения были собраны de novo с Trinity ⁶⁰ , чтобы получить unigene set. Аннотации, CDS, белковые последовательности, UTR-последовательности и предсказания белковых доменов унигенов были проанализированы с использованием метода, совместимого с вышеуказанным подходом. Затем мы объединили эти унигены с данными PacBio Iso-Seq, что привело к окончательному эталонному транскриптому для KOVA.Уровни экспрессии изоформ и унигена оценивали методом FPKM с использованием RSEM ⁶¹ .

Филогенетический анализ и построение сети коэкспрессии

Филогенетическое дерево ML было построено с использованием RAxML-HPC BlackBox с параметрами по умолчанию в CIPRES SCIENCE GATEWAY (http://www.phylo.org/) для анализа филогенетических отношений среди R2R3-MYBs KOVA и генов других растений. Выравнивание последовательностей проводили с MUSCLE ⁶² .Затем были построены филогенетические деревья штата Нью-Джерси со значениями начальной загрузки, оцененными из 1000 повторных прогонов с использованием MEGA7 ⁶³ для анализа филогенетических отношений между AP3- и AGL6-подобными генами KOVA и генами других растений. Филогенетические деревья были модифицированы с помощью Evolgenius (http://www.evolgenius.info/evolview/). Анализ тепловой карты использовался для отображения профиля выражения изоформы / унигены с помощью инструментов Omiscshare (http://omicshare.com/tools/). WGCNA была выполнена с использованием WGCNA (v1.47) пакет в R ⁶⁴ . Значения экспрессии isoforms / unigenes были импортированы в пакет WGCNA для создания модулей коэкспрессии с использованием функции автоматического построения сети blockwiseModules с настройками deissuesettings, за исключением того, что степень составляла 0,5; TOMType был беззнаковым; mergeCutHeigh было 0,8; и minModuleSize был 50. Все изоформы / унигены были окончательно сгруппированы в 17 модулей. Сети были визуализированы с помощью Cytoscape v3.3.0.

Анализ qRT-PCR

кДНК синтезировали из общей РНК с использованием EasyScript One-Step gDNA Removal и cDNA Synthesis SuperMix (TransGen Biotech, Пекин, Китай).Пары праймеров для каждой изоформы / унигена были сконструированы с использованием NCBI Primer-BLAST (http://www. ncbi.nlm.nih.gov). Матрицу кДНК полностью смешивали с 2X TB Green ™ Premix Ex Taq ™ (TaKaRa, Япония) и использовали для qRT-PCR в системе LightCycler 480 (Roche, США). Протокол qRT-PCR включал начальный этап денатурации (95 ° C в течение 30 с, скорость изменения 4,4 ° C / с), за которым следовали 45 циклов ПЦР (95 ° C в течение 5 секунд, скорость изменения 4,4 ° C / с. ; 60 ° C в течение 30 с, скорость линейного изменения 2,2 ° C / с, режим сбора данных: одиночный), плавление (режим анализа: кривая плавления, 95 ° C в течение 5 с, скорость линейного изменения 4.4 ° С / с; 60 ° C в течение 1 мин, скорость изменения 2,2 ° C / с; 95 ° C, режим сбора данных: непрерывный, регистрация: 5 / ° C) и охлаждение (50 ° C в течение 30 с, скорость линейного изменения 2,2 ° C / с). От D1 до D8 уровни транскрипции изоформ / унигенов рассчитывали из трех биологических образцов. Для нормализации использовали ген домашнего хозяйства 18S KOVA и PeActin4 ⁶⁵ . Все праймеры для ПЦР перечислены в дополнительных материалах (дополнительная таблица 1).

Временная сверхэкспрессия

CDS RcPCP1 , RcPAP1 и RcPAP2 были клонированы с использованием соответствующих праймеров клонирования, которые были разработаны на основе данных транскриптов ( Дополнительная таблица 1).Конструирование вектора сверхэкспрессии и инфильтрация выполнялись с использованием ранее описанного метода ⁵ с некоторыми модификациями. Вкратце, RcRCP1 , RcPA1 и RcPA2 были лигированы в pCAMBIA1304 с использованием лигазы Т4. Рекомбинантные плазмиды трансформировали в Agrobacterium tumefaciens EHA105 посредством тепловой активации. После инкубации раствор EHA105, содержащий векторы сверхэкспрессии, центрифугировали, а затем осадок бактериальных клеток ресуспендировали путем добавления жидкой инфекционной среды (жидкая среда Мурасиге и Скуга, содержащая 1 мМ MES и 100 мкМ ацетосирингон) до OD ₆₀₀ = 1.Конечные суспензии вводили в лепестки гибрида Phalaenopsis за два дня до цветения с помощью инжектора. Впоследствии инфицированный гибрид Phalaenopsis культивировали в теплице Chinese Academic Forestry при естественном освещении при дневных и ночных температурах от 24 до 30 ° C в течение 6-8 дней. После появления стабильного фенотипа сфотографировали область временной сверхэкспрессии изоформы / унигена в цветке и экстрагировали РНК.Чтобы гарантировать надежность результатов, оценку фенотипов в анализе временной сверхэкспрессии каждой изоформы / унигена независимо повторяли по крайней мере три раза.

Статистика и воспроизводимость

Значимый тест был проведен парным тестом Стьюдента t с использованием инструментов Omiscshare (http://omicshare.com/tools/), а звездочка и двойная звездочка указывают значения, которые значительно отличаются от значений в выборке с наибольшим значением P <0.05 и P <0,01 соответственно. В эксперименте по секвенированию RNA-Seq и профилированию метаболитов оценивали три биологических пучка реплик из каждой части цветка (т. е. образцы из тех же структур 4-6 особей были смешаны для образования одной реплики). Для анализов временной сверхэкспрессии оценку фенотипов в анализе временной сверхэкспрессии каждой изоформы / унигена независимо повторяли, по крайней мере, три раза, чтобы гарантировать надежность и воспроизводимость результатов.Кроме того, все эксперименты qRT-PCR в нашем исследовании были выполнены в трех биологических репликациях, и уровни транскрипции изоформ / унигенов были рассчитаны из трех биологических образцов.

Краткое изложение отчета

Дополнительная информация о дизайне исследования доступна в Резюме отчета об исследовании природы, связанном с этой статьей.

Вредное цветение водорослей (красный прилив)

Статья о цветущих растениях, информация о цветах, факты — National Geographic

Летом 1973 года в огороде моего отца появились подсолнухи.Казалось, что они прорастают в одночасье несколькими рядами, которые он в том году одолжил новым соседям из Калифорнии. Мне тогда было всего шесть лет, и я сначала оттолкнул меня от этих ярких растений. Такие странные и яркие цветы казались неуместными среди респектабельных бобов, перца, шпината и других овощей, которые мы всегда выращивали. Но постепенно меня покорил блеск подсолнухов. Их огненные нимбы смягчили зеленый монотонный оттенок, который к концу лета царил в саду. Я восхищался птицами, которые цеплялись вниз головой за лохматые золотые диски, взмахивая крыльями, грабя семена.Тем летом подсолнухи определили для меня цветы и изменили мой взгляд на мир.

У цветов есть способ это сделать. Они начали менять внешний вид мира почти сразу после того, как появились на Земле около 130 миллионов лет назад, в меловой период. Это относительно недавно в геологическом времени: если бы всю историю Земли сжать в час, цветковые растения существовали бы только последние 90 секунд. Но как только они прочно укоренились около 100 миллионов лет назад, они быстро расширились, и появилось множество разновидностей, которые положили начало большинству семейств цветковых растений современного мира.

Сегодня количество видов цветковых растений в двадцати раз превышает количество видов папоротников и шишковидных или хвойных деревьев, которые процветали в течение 200 миллионов лет до появления первого цветения. В качестве источника пищи цветущие растения обеспечивают нас и остальной животный мир питанием, которое имеет основополагающее значение для нашего существования. По словам Уолтера Джадда, ботаника из Университета Флориды, «если бы не цветущие растения, мы, люди, не были бы здесь».

От дубов и пальм до полевых цветов и водяных лилий, через мили кукурузных полей и цитрусовых садов до сада моего отца — цветущие растения стали править мирами ботаники и сельского хозяйства.Они также правят эфирным царством, которое ищут художники, поэты и обычные люди в поисках вдохновения, утешения или простого удовольствия от созерцания цветения.

«До появления цветковых растений, — говорит Дейл Рассел, палеонтолог из Государственного университета Северной Каролины и Государственного музея естественных наук, — мир был похож на японский сад: мирный, мрачный, зеленый, населенный рыбами, черепахами и Стрекозы После цветения мир стал похож на английский сад, полный ярких красок и разнообразия, который посещают бабочки и пчелы. Среди зелени расцвели цветы всех форм и цветов ».

Это драматическое изменение представляет собой один из величайших моментов в истории жизни на планете. Что позволило цветущим растениям так быстро доминировать в мировой флоре? Что было их большим нововведением?

Ботаники называют цветковые растения покрытосеменными, от греческих слов, означающих «сосуд» и «семя». В отличие от хвойных, которые дают семена в виде открытых шишек, покрытосеменные покрывают свои семена в плодах. Каждый плод содержит один или несколько плодолистиков, полых камер, которые защищают и питают семена.Например, разрежьте помидор пополам, и вы увидите плодолистики. Эти структуры являются определяющей чертой всех покрытосеменных и одним из ключей к успеху этой огромной группы растений, насчитывающей около 235 000 видов.

Когда и как появились первые цветковые растения? Чарльз Дарвин задумался над этим вопросом, и палеоботаники все еще ищут ответ. На протяжении 1990-х годов открытия окаменелых цветов в Азии, Австралии, Европе и Северной Америке давали важные подсказки. В то же время в области генетики появился совершенно новый набор инструментов для поиска.В результате современная палеоботаника пережила бум, не похожий на сам взрыв цветов мелового периода.

Теперь старые охотники за окаменелостями с лопатами и микроскопами сравнивают записи с молекулярными биологами, использующими генетическое секвенирование для прослеживания современных семейств растений до их происхождения. Эти две группы исследователей не всегда прибывают в одно и то же место рождения, но оба лагеря сходятся во мнении, почему поиски так важны.

«Если у нас есть точная картина эволюции цветкового растения, — говорит Уолтер Джадд, — мы можем знать кое-что о его структуре и функциях, которые помогут нам ответить на определенные вопросы: с какими видами видов оно может быть скрещено. ? Какие виды опылителей эффективны? » По его словам, это ведет нас к более разумным и продуктивным методам ведения сельского хозяйства, а также к более четкому пониманию более широкого процесса эволюции.

Элизабет Циммер, молекулярный биолог из Смитсоновского института, в последние годы переосмыслила этот процесс. Циммер работает над расшифровкой генеалогии цветковых растений, изучая ДНК современных видов. Ее работа ускорилась в конце 1990-х годов во время финансируемого из федерального бюджета исследования под названием Deep Green, разработанного для содействия координации между учеными, изучающими эволюцию растений.

Циммер и ее коллеги начали искать в своих общих данных группы растений с общими наследственными признаками, надеясь в конечном итоге определить общего предка для всех цветковых растений.Полученные на сегодняшний день результаты показывают, что самой старой живой ветвью, насчитывающей не менее 130 миллионов лет, является семейство Amborellaceae, которое включает только один известный вид — Amborella trichopoda. Это небольшое древесное растение, которое часто называют «живым ископаемым», растет только на Новой Каледонии, острове в южной части Тихого океана, известном среди ботаников своей первозданной флорой.

Но у нас нет амбореллы 130 миллионов лет назад, поэтому мы можем только задаться вопросом, выглядела ли она так же, как сегодняшняя разновидность. У нас есть окаменелости других вымерших цветковых растений, самые старые из которых погребены в отложениях возрастом 130 миллионов лет.Эти окаменелости дают нам лишь ощутимые намеки на то, как выглядели ранние цветы, предполагая, что они были крошечными, без украшений и без ярких лепестков. Эти цветы без излишеств бросают вызов большинству представлений о том, что делает цветок цветком.

Чтобы увидеть, как могли выглядеть первые примитивные покрытосеменные, я полетел в Англию и встретил там палеоботаника Криса Хилла, ранее работавшего в лондонском Музее естественной истории. Хилл отвез меня через холмистую местность к Smokejacks Brickworks, карьере к югу от Лондона.Smokejacks — это яма в земле глубиной в сто футов (30 метров), шириной с несколько футбольных полей, которая давала гораздо больше, чем сырье для кирпичей. В его глинах цвета ржавчины сохранились тысячи окаменелостей 130 миллионов лет назад. Мы подошли к основанию карьера, встали на четвереньки и начали копать.

Вскоре Хилл поднял кусок аргиллита. Он представил его мне и указал на отпечаток крошечного стебля, заканчивающегося рудиментарным цветком.Окаменелость напоминала единственный росток, сорванный с головки брокколи. Первый цветок в мире? «Больше похоже на прототип цветка», — сказал Хилл, который сделал здесь свою первую окаменелую находку в начале 1990-х годов. Он официально назвал его Bevhalstia pebja, слова, составленные из имен его ближайших коллег.

В увеличительное стекло окаменелость Bevhalstia казалась маленькой и беспорядочной, непримечательной травой, которую я мог видеть, растущей в воде у края пруда, где, по мнению Хилла, оно росло.

«Вот почему я думаю, что это могло быть примитивное цветущее растение», — сказал Хилл. «Bevhalstia уникальна и непохожа ни на одно современное семейство растений. Поэтому мы начнем со сравнения с тем, что нам известно». Стебли некоторых современных водных растений имеют тот же паттерн ветвления, что и Bevhalstia, и дают крошечные цветочные бутоны на концах определенных ветвей. Bevhalstia также имеет поразительное сходство с окаменелостями, о которых сообщили в 1990 году американские палеоботаники Лео Хики и Дэйв Тейлор. У этого экземпляра, крошечного 120-миллионного растения из Австралии, выросли листья, которые не походили ни на папоротник, ни на иголки.Вместо этого они инкрустированы прожилками, как листья современных цветущих растений.

Что еще более важно, образец Хикки и Тейлора содержит окаменелые плоды, которые когда-то включали семена, что Хилл надеется найти связанным с Бевхальстией. У обоих растений отсутствуют четко очерченные цветочные лепестки. Обе они более примитивны, чем магнолия, недавно свергнутая как самый ранний цветок, хотя до сих пор считается древней линией. И оба, наряду с недавней находкой из Китая, известной как Archaefructus, подтвердили идею о том, что самые первые цветущие растения были простыми и незаметными.

Как и все пионеры, ранние покрытосеменные начали свое существование на окраинах. В мире, где преобладают хвойные деревья и папоротники, этим ботаникам-новичкам удалось закрепиться в областях экологических нарушений, таких как поймы и вулканические районы, и быстро адаптироваться к новым условиям. Ископаемые остатки заставляют некоторых ботаников полагать, что первые цветущие растения были травянистыми, что означает, что они не росли древесными частями. (Однако последние генетические исследования показывают, что самые древние линии покрытосеменных включали как травянистые, так и древесные растения.) В отличие от деревьев, которым требуются годы, чтобы созреть и дать семена, травянистые покрытосеменные живут, размножаются и умирают в короткие жизненные циклы. Это позволяет им быстро открывать новые горизонты и, возможно, позволяет им развиваться быстрее, чем их конкуренты, — преимущества, которые, возможно, способствовали росту их разнообразия.

Хотя эта так называемая травянистая привычка могла дать им преимущество перед медленнорастущими древесными растениями, козырной картой покрытосеменных растений был цветок. Говоря простым языком, цветок — это репродуктивный механизм покрытосеменных.У большинства цветов есть как мужские, так и женские части. Размножение начинается, когда цветок выпускает в воздух пыльцу, микроскопические пакеты генетического материала. В конце концов, эти зерна останавливаются на рыльце другого цветка — крошечном рецепторе пыльцы. В большинстве случаев стигма располагается на стеблеобразной структуре, которая выступает из центра цветка. Смягченные влагой, пыльцевые зерна выделяют белки, которые химически определяют, является ли новое растение генетически совместимым. Если это так, пыльцевое зерно прорастает и вырастает трубкой вниз через стебель и завязь в семяпочку, где происходит оплодотворение и начинает прорастать семя.

Выброс пыльцы на ветер — это случайный способ размножения. Хотя ветровое опыление достаточно для многих видов растений, прямая доставка насекомыми намного эффективнее. Несомненно, насекомые начали посещать и опылять покрытосеменные растения, как только новые растения появились на Земле около 130 миллионов лет назад. Но пройдет еще 30-40 миллионов лет, прежде чем цветущие растения привлекут внимание насекомых-опылителей, выставляя напоказ яркие лепестки.

«Лепестки эволюционировали от 90 до 100 миллионов лет назад», — сказала Эльза Мари Фриис, руководитель отдела палеоботаники Шведского музея естественной истории на окраине Стокгольма. «Даже тогда они были очень, очень маленькими.

Задумчивая женщина с короткими каштановыми волосами и проницательными глазами, Фриис наблюдает за тем, что, по мнению многих экспертов, является самой полной коллекцией окаменелостей покрытосеменных, собранных в одном месте. достаточно, благодаря сильной жаре давних лесных пожаров, превративших их в древесный уголь.

Фриис показал мне ископаемый цветок возрастом 80 миллионов лет не больше точки в конце этого предложения. Покрытый чистым золотом при максимальном разрешении под электронным микроскопом он мне не казался цветком.«Многие исследователи не обращали внимания на эти крошечные простые цветы, — сказала она, — потому что вы не можете понять их разнообразие без микроскопа».

Итак, мы прищурились через ее мощную лупу и совершили образную прогулку по меловому миру крошечных и разнообразных покрытосеменных. Увеличенные в сотни или тысячи раз окаменелые цветы Фрииса напоминают сморщенные луковицы лука или редис. Многие держали свои крошечные лепестки зажатыми, пряча плодолистики внутри. Другие широко раскрываются в полной зрелости.Плотные пучки пыльцевых зерен сцепляются друг с другом узловатыми комками.

Где-то между 70 и 100 миллионами лет назад количество цветковых растений на Земле резко увеличилось, и ботаники называют это событие «великой радиацией». По словам Фрииса, искра, которая зажгла этот взрыв, была лепестком.

«Лепестки создали гораздо больше разнообразия. Сейчас это широко распространенное понятие», — сказал Фриис. В своем новом наряде некогда забытые покрытосеменные растения стали выделяться среди ландшафтов, как никогда прежде, соблазняя насекомых-опылителей.Воспроизведение буквально взлетело.

Взаимодействие между насекомыми и цветковыми растениями повлияло на развитие обеих групп. Этот процесс называется коэволюцией. Со временем цветы приобрели привлекательные цвета, соблазнительные ароматы и особые лепестки, служившие посадочной площадкой для насекомых-опылителей. Самым важным в пакете преимуществ для насекомых является нектар, питательная жидкость, которую цветы предоставляют в качестве торгового товара в обмен на распространение пыльцы. Предки пчел, бабочек и ос стали зависеть от нектара и, поступая так, стали переносчиками пыльцы, непреднамеренно унося зерна, привязанные к крошечным волоскам на своем теле.Эти насекомые могут собирать и доставлять пыльцу при каждом посещении новых цветов, повышая шансы на оплодотворение.

Насекомые были не единственными обязательными видами, которые помогали переносить цветущие растения в любой уголок Земли. Динозавры, величайшие двигатели и шейкеры, которых когда-либо знал мир, пробирались бульдозерами через древние леса, невольно расчищая новые земли для покрытосеменных растений. Они также сеяли семена через свой пищеварительный тракт.

К тому времени, когда появилось первое цветущее растение, динозавры-растительноядные существовали уже миллион столетий, все время питаясь папоротниками, хвойными деревьями и другой первобытной растительностью.Динозавры прожили еще 65 миллионов лет, и некоторые ученые считают, что у крупных рептилий было достаточно времени, чтобы приспособиться к новой диете, включающей покрытосеменные.

«Незадолго до исчезновения динозавров, я думаю, многие из них поедали цветущие растения», — говорит Кирк Джонсон из Денверского музея природы и науки. Джонсон обнаружил много окаменелостей возрастом от 60 до 70 миллионов лет в разных местах региона Скалистых гор. Из них он делает вывод, что гадрозавры, или утконосые динозавры, питались большими листьями покрытосеменных растений, которые эволюционировали в теплый климатический сдвиг незадолго до окончания мелового периода.Ссылаясь на отложения, которые предшествовали вымиранию динозавров, он сказал: «Я нашел там всего несколько сотен образцов нецветковых растений, но я обнаружил 35 000 образцов покрытосеменных. Нет сомнений в том, что динозавры ели эти вещи».

Ранние покрытосеменные растения были низкорослыми, что подходило одним динозаврам больше, чем другим. «У брахиозавров были длинные шеи, как у жирафов, поэтому они были плохо приспособлены для поедания новой растительности», — говорит Ричард Чифелли, палеонтолог из Университета Оклахомы. «С другой стороны, цератопсы и утконосые динозавры были настоящими косилками». Позади этих косилок покрытосеменные растения приспособились к свежескошенной земле и продолжали распространяться.

Динозавры внезапно исчезли около 65 миллионов лет назад, и их место заняла другая группа животных — млекопитающие, которые извлекли большую выгоду из разнообразия плодов ангиоспермы, включая зерна, орехи и многие овощи. Цветущие растения, в свою очередь, пожинали плоды распространения семян млекопитающими.

«Это было рукопожатие двух королевств, — говорит Дэвид Дилчер, палеоботаник из Флоридского музея естественной истории.«Я накормлю тебя, а ты унесешь мой генетический материал подальше».

В конце концов люди эволюционировали, и два королевства снова пожали друг другу руки. Благодаря земледелию покрытосеменные покрывали нашу потребность в пропитании. Мы, в свою очередь, взяли некоторые виды, такие как кукуруза и рис, и дали им беспрецедентный успех, выращивая их на обширных полях, сознательно опыляя их и с удовольствием поедая. Практически каждая немясная пища, которую мы едим, начинается с цветущего растения, а мясо, молоко и яйца, которые мы потребляем, поступают от домашнего скота, откармливаемого зерном — цветущих растений.Даже хлопок, который мы носим, ​​- это покрытосеменные.

С эстетической точки зрения покрытосеменные также поддерживают и обогащают нашу жизнь. Мы стали ценить их только за их красоту, их запахи, их товарищеские отношения в вазе, горшке в День святого Валентина. Некоторые цветы говорят на древнем языке, на котором нет слов. Для этих более ослепительных игроков — орхидей, роз, лилий — мир становится меньше, с каждым днем ​​перекрещиваясь, расставляя цветы в грузовых отсеках коммерческих транспортных самолетов.

«Мы стараемся доставить цветы в любую точку мира в течение 24 часов с момента их срезания», — сказал Ян Ланнинг, старший консультант Голландского оптового совета по оптовым продажам цветоводства, мирового турникета по продаже декоративных цветов.«Бизнес действительно глобализовался».

По пути домой из лаборатории Фрииса в Швеции я остановился в Нидерландах, крупнейшем в мире экспортере срезанных цветов. Я попросил Лэннинга попытаться объяснить значение выбранной им работы. Он наклонился вперед с готовым ответом.

«Люди очаровывались цветами с тех пор, как мы существуем. Это эмоциональный продукт. Людей привлекают живые существа. Запах, вид, красота — все это объединено в цветке». Он улыбнулся композиции из ароматных лилий на своем столе.«Каждый понедельник флорист доставляет в этот офис свежие цветы. Это необходимая роскошь».

Позже в тот же день в амстердамском музее Ван Гога я заметил группу поклонников, толпившихся перед картиной. Я пробрался туда и протиснулся среди них. Внезапно я увидел «Подсолнухи», одну из самых известных работ Ван Гога. На картине цветы торчат из вазы, пушистые и растрепанные. Они перенесли меня в мою босоногую юность на окраине сада моего отца влажным летним вечером, наполненным светлячками и журчанием цикад.

Толпа двинулась дальше, и я остался наедине с «Подсолнухами». Мои поиски пришли к такому неожиданному выводу, изображение первого цветка, которое я могу вспомнить. Превратил ли Ван Гог цветок в форму искусства или же цветок использовал гений Ван Гога, чтобы увековечить себя маслом и мазками? Цветущие растения покорили не только землю. Они пустили корни глубоко в наши умы и сердца. Мы знаем, что проходим через их мир, как через музей, потому что они были здесь задолго до нашего прибытия и вполне могут остаться еще долго после того, как мы уйдем.

перекрестное опыление | Описание, механизмы и факты

Перекрестное опыление , также называемое гетерогамией , тип опыления, при котором заряженные спермой пыльцевые зерна переносятся с шишек или цветов одного растения на яичные шишки или цветы другого. покрытосеменных (цветковых) и голосеменных (шишковидных) и способствует перекрестному оплодотворению и аутбридированию. Это движение пыльцы может происходить ветром, как у хвойных деревьев, или посредством симбиотических отношений с различными животными (например,g. , пчелы и некоторые птицы и летучие мыши), которые переносят пыльцу с растения на растение, питаясь нектаром.

Подробнее по этой теме

опыление: Типы: самоопыление и перекрестное опыление

Яйцеклетка в семяпочке цветка может быть оплодотворена сперматозоидом, полученным из зерна пыльцы, произведенной тем же цветком или другим …

Преимущества перекрестного опыления

По сравнению с самоопылением (перенос пыльцы внутри цветка или между цветками одного растения) перекрестное опыление явно имеет определенные эволюционные преимущества.Семена, полученные в результате аутбридинга, могут сочетать в себе наследственные черты обоих родителей, и в результате получается более разнообразное потомство, чем было бы после самоопыления. В меняющейся среде генетическая изменчивость внутри перекрестноопыляемой популяции может позволить некоторым особям адаптироваться к их новой ситуации, обеспечивая выживание вида, в то время как особи, полученные в результате самоопыления, могут оказаться неспособными адаптироваться. Самоопыление, или самоопыление, хотя и надежно в стабильной среде, тем не менее, представляет собой эволюционный тупик.Существует также более прямая, видимая разница между самоопылением и аутбридингом: у тех видов, где работают оба метода, перекрестное опыление обычно дает больше семян лучшего качества. Наглядной демонстрацией этого эффекта является гибридная кукуруза (кукуруза), превосходный продукт, полученный в результате скрещивания нескольких специально выведенных линий. Около половины наиболее важных культурных растений опыляются естественным путем.