Ποια ήρθε η πρώτη, δι- ή τρικυτταρική γύρη; Η νέα έρευνα ενημερώνει μια κλασική συζήτηση

Για δεκαετίες, οι επιστήμονες που ενδιαφέρονται για την εξέλιξη των φυτών έχουν συζητήσει τα οποία ήρθαν πρώτα:δύο κυτταροκύτταρα ή τριών κυτταρικών κόκκων γύρης. Τώρα, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Οσάκα έδειξαν ότι η διτυσιακή γύρη εξελίχθηκε πριν από περίπου 149 εκατομμύρια χρόνια, περίπου πέντε εκατομμύρια χρόνια πριν από την πρώτη εμφάνιση τρικυλελικής γύρης. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να ρίξει φως στον τρόπο με τον οποίο τα φυτά εξελίχθηκαν από είδη που φέρουν σπόρια και διαφοροποιούνται στα ανθοφόρα φυτά που βλέπουμε σήμερα.

Οι κόκκοι γύρης είναι αρσενικά γαμετόφυτα (τα αρσενικά φύλα) των φυτών σπόρων. Όταν οι κόκκοι γύρης προσγειώνονται στο θηλυκό στίγμα, σχηματίζουν ένα σωλήνα γύρης που παραδίδει τα κύτταρα σπέρματος για γονιμοποίηση των κυττάρων αυγών.

Στα περισσότερα φυτά ανθοφορίας, οι κόκκοι γύρης είναι τριγωνικά, αποτελούμενα από δύο κύτταρα σπερματοζωαρίων και ένα φυτικό κύτταρο. Το φυτικό κύτταρο είναι υπεύθυνο για την ανάπτυξη του σωλήνα γύρης. Αντίθετα, τα γυμναστήρια ή τα μη άνθη φυτά σπόρων (π.χ. πεύκα και cycads), φέρει κόκκους γύρης που είναι συνήθως πολυκυτταρικοί και συχνά διασπασμένοι με αέρα.

Για πολλά χρόνια, υπήρξε θέμα συζήτησης όταν η τρικυλελική γύρη τυπική για τα περισσότερα αγγειόσπερμα (ανθοφόρα φυτά) εμφανίστηκε στο απολιθωμένο αρχείο και πώς αυτό σχετίζεται με την εξέλιξη της διπλής γονιμοποίησης. Μέχρι τώρα, τα παλαιότερα απολιθωμένα στοιχεία της αδιαμφισβήτητης τρικυλελικής γύρης που χρονολογούνται από την περίοδο του Jurassic, περίπου 144 εκατομμύρια χρόνια πριν. Όμως, πώς αυτό σχετίζεται με την εξέλιξη της διπλής γονιμοποίησης παρέμεινε ασαφής, καθώς τα παλαιότερα απολιθώματα των σπόρων αγγειόσπερσης είναι μόνο ελαφρώς νεότεροι, περίπου 140 εκατομμυρίων ετών.

Η ομάδα με επικεφαλής τον Dr. Ken'ichi Nishida, καθηγητή στην Μεταπτυχιακή Σχολή Επιστημών του Πανεπιστημίου της Οσάκα, σπούδασε κόκκους από ορυκτές γύρης από την Ανατολική Ασία και την Αυστραλία. Ο παλαιότερος ορυκτός κόκκος γύρης που οι ερευνητές βρήκαν ημερομηνίες από την καθυστερημένη περίοδο του Jurassic (περίπου 149 εκατομμύρια χρόνια πριν). Με βάση αυτό το εύρημα, η διτυσιακή γύρη είναι πιθανό να προέρχεται τουλάχιστον πριν από 149 εκατομμύρια χρόνια. "Αυτό σημαίνει ότι η εξέλιξη της δισυτταρικής γύρης προηγήθηκε εκείνης της τρικυλελικής γύρης κατά περίπου πέντε εκατομμύρια χρόνια", λέει ο καθηγητής Nishida. "Από αυτό, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο πρόγονος των ανθισμένων φυτών παρήγαγε για πρώτη φορά τη δισυτταρική γύρη".

Οι ερευνητές υποδεικνύουν ότι η εξέλιξη της γύρης με μειωμένο αριθμό κυττάρων μπορεί να ήταν ένας βασικός παράγοντας για τη διαφοροποίηση και την οικολογική επιτυχία των ανθοφόρων φυτών. "Η μείωση του αριθμού των κυττάρων θα είχε επιταχύνει την ανάπτυξη γύρης, επιτρέποντας στα φυτά να αναπαράγουν ταχύτερα", εξηγεί ο Δρ Nishida. "Με τη σειρά του, αυτή η επιτάχυνση του κύκλου ζωής συνάγεται ως βασική καινοτομία για την επακόλουθη οικολογική διαφοροποίηση και την επιτυχία των αγγειόσπερμων".