Странные подсолнухи Ван Гога заинтересовали ученых
Исследователи описали мутацию подсолнуха, увековеченную на картинах Ван Гога.
Репродукция одной из картин Ван Гога со «странными» подсолнухами (фото авторов исследования).
На картинах из знаменитой серии Ван Гога «Подсолнухи», созданной во французском Арле в 1888–89 годах, можно видеть необычные цветы: их центральный диск почти исчезает под «мохнатой» жёлто-оранжевой порослью. Обычно у цветка подсолнечника мы видим тёмный круг в центре и крупные золотые лепестки по краям. Но то, что явлено Ван Гогом, вовсе не артистическая вольность, а мутантная разновидность, и учёным из Университета Джорджии (США) удалось выяснить, что за мутация вызывает такую форму цветка.
Строго говоря, цветок подсолнечника в действительности вовсе не то, что мы думаем: большой солнцеобразный диск представляет собой сложный комплекс множества цветков двух видов. Одни из них сидят по краям диска, у них длинные лучеобразные лепестки, и они не производят пыльцу. Другие заполняют центр диска; они невзрачны на вид, но именно они дают начало семенам. Вместе они кажутся единым цветком, крупные размеры и яркая корона которого привлекают опылителей. Исследователи решили узнать, не является ли причиной изменений цветка мутации в генах CYC. Семейство этих генов кодирует факторы транскрипции, которые влияют на строение цветков у других родов астровых, родственных подсолнечнику. Но как эти гены работают у самого подсолнечника, учёные представляли себе плохо.
Разные формы подсолнуха: обычный (слева), «вангоговский» (в центре) и с увеличенным центральным диском (справа) (фото авторов работы).
Тут стоит сказать, что необычные вангоговские подсолнухи с почти отсутствующим центральным диском должны быть очень невезучи в размножении: ведь у них преобладают бесплодные длиннолепестковые цветки, и привлечённым опылителям у таких растений просто нечего опылять. Чтобы получить подсолнух «как у Ван Гога», генетики скрещивали обычный подсолнух с полумутантным, то есть с таким, у которого «мохнатость» центрального диска была не вполне выражена. Такие не до конца мутантные растения ещё могли как-то выживать и давать потомство. В результате учёные получили два вида мутаций: одни подсолнухи были, как на картинах Ван Гога, а другие, наоборот, с чрезмерно развитым центральным диском и сильно уменьшенной короной.
Обе формы были обязаны своим появлением мутациям в гене HaCYC2c. Известно, что этот ген чрезвычайно активен в краевых, привлекающих цветках подсолнуха. Оказалось, что в «вангоговских» цветках HaCYC2c приобретает вставку, с которой он начинает интенсивно работать во всех тканях растения. И даже те цветки, которые предназначены для формирования семян, превращаются в длиннолепестковые и бесплодные. Но если ген HaCYC2c получит вторую вставку-мутацию, то она, наоборот, подавляет его активность и мы получаем подсолнух с невзрачной короной, зато богатый семечками.
Результаты исследований учёные представили в веб-журнале PLoS Genetics.
Подсолнечник способен к самоопылению, и, как полагают учёные, подавление работы гена HaCYC2c важно тогда, когда опылителей мало, когда растение приходит на новые территории, где его никто не знает. В этом случае нет нужды тратиться на цветки-аттракторы, лучше заняться самоопылением с наибольшим количеством цветков с пыльцой. Что же до мутации, которую обессмертил гений, то она, по-видимому, никакой адаптивной нагрузки не несёт, появляется случайно и быстро вымывается из популяции. Цветки с такой мутацией размножаются с трудом — если только речь не идёт о бесчисленных репродукциях и копировании легендарной серии картин, - сообщает Компьюлента.
