ДНК ископаемых растений

Клетки с прекрасно сохранившимися ядрами обнаружены в остатках листьев и плодов двух видов деревьев, произраставших в раннем эоцене (около 55 миллионов лет назад) на территории Якутии. ДНК из ядер древних клеток позволит уточнить родственные связи ископаемых находок с современными растениями. Статья о находке российских ученых недавно опубликована в Botanical Journal of the Linnean Society.

Сотрудники Ботанического института им. В. Комарова РАН (Санкт-Петербург) обнаружили ДНК в остатках листьев и плодов ископаемых деревьев, получивших названия Paramyrtaciphyllum и Paramyrtacicarpus. Ископаемые листья и плоды похожи на соответствующие органы растений из семейства миртовые, к которому относятся эвкалипт и фейхоа. Будущие исследования покажут, действительно ли эоценовые деревья принадлежат к этому семейству: ведь сходство может оказаться обманчивым.

Несмотря на столь солидный возраст, клетки этих растений сохранились на удивление хорошо: под световым микроскопом в них видны ядра. Более того, эти ядра окрашиваются в характерный розовый цвет при обработке специальными реактивами, которые цитологи применяют для выявления ДНК.

Молекулы ДНК, передаваемые от родителей к потомству, доносят до нас следы событий эволюционной истории. Сравнивая строение определенных участков ДНК у разных живых существ, ученые выявляют родственные связи между ними. Современную биологическую систематику уже невозможно представить без схем эволюционного родства организмов (филогенетических деревьев), построенных по молекулярным данным. Сейчас определение структуры ДНК стало рутинной лабораторной процедурой, и уже трудно найти такое растение или животное, у которого не были бы изучены хотя бы отдельные участки этих гигантских молекул. Исключение пока составляют лишь ископаемые организмы.

Некоторым ученым удавалось выделять ДНК из остатков растений и животных, возрастом несколько десятков миллионов лет, но такие находки всегда вызывали глубокий скепсис со стороны коллег. Кажется невероятным, что макромолекулы могли сохраниться столь длительное время. Проще предположить, что выделенная ДНК принадлежала не древнему организму, а попала в его остатки вместе с какими-то органическими загрязнениями.

Находка сотрудников Ботанического института вне подобных подозрений. Ведь им удалось увидеть ископаемую ДНК буквально своими глазами под микроскопом. Тем самым они доказали, что имеют дело с «родными» макромолекулами ископаемых деревьев, а не с результатами позднейших загрязнений.

Такая находка — крупная удача: ведь ископаемые остатки растений крайне редко сохраняются так хорошо. Но, с другой стороны, в ней нет и ничего сверхъестественного. Давно известны примеры прекрасной сохранности структуры мертвых клеток и их макромолекул на протяжении тысячелетий (например, в тканях трупов мамонтов), а анализ ДНК из гербарных образцов, собранных более 200 лет назад, стал обычным делом для ботаников. Остатки эоценовых деревьев — это тоже своего рода «гербарий», только сохранившийся благодаря очень редкому сочетанию природных условий.

Расшифровка структуры ДНК из древних клеток еще впереди. Она сопряжена с новыми трудностями: ведь за миллионы лет крупные молекулы распались на небольшие фрагменты, с которыми не всегда удается работать обычными методами. Петербургские ученые, однако, надеются, что анализ ДНК позволит точно сказать, с какими современными растениями состоят в родстве Paramyrtaciphyllum и Paramyrtacicarpus.