ДНК викопних рослин

Клітини з чудово збереженими ядрами виявлено в залишках листя та плодів двох видів дерев, які росли в ранньому еоцені (близько 55 мільйонів років тому) на території Якутії. ДНК із ядер древніх клітин дозволить уточнити родинні зв’язки викопних знахідок із сучасними рослинами. Статтю про знахідку російських учених недавно опубліковано в Botanical Journal of the Linnean Society.

Працівники Ботанічного інституту ім. В.Комарова РАН (Санкт-Петербург) виявили ДНК у залишках листя та плодів викопних дерев, які дістали назви Paramyrtaciphyllum і Paramyrtacicarpus. Викопне листя та плоди схожі на відповідні органи рослин із сімейства миртових, до яких належать евкаліпт і фейхоа. Майбутні дослідження покажуть, чи справді еоценові дерева належать до цього сімейства: адже подібність може виявитися оманливою.

Попри такий солідний вік, клітини цих рослин збереглися на подив добре: під світловим мікроскопом у них видно ядра. Більше того, ці ядра забарвлюються в характерний рожевий колір під час обробки спеціальними реактивами, які цитологи застосовують для виявлення ДНК.

Молекули ДНК, передані від батьків до нащадка, доносять до нас сліди подій еволюційної історії. Порівнюючи будову певних ділянок ДНК у різних живих істот, учені виявляють родинні зв’язки між ними. Сучасну біологічну систематику вже неможливо уявити без схем еволюційної спорідненості організмів (філогенетичних дерев), побудованих за молекулярними даними. Сьогодні визначення структури ДНК стало рутинною лабораторною процедурою, і вже важко знайти таку рослину чи тварину, у якої не було б вивчено хоча б окремі ділянки цих гігантських молекул. Виняток поки становлять лише викопні організми.

Деяким ученим удавалося виділяти ДНК із залишків рослин і тварин, віком у кілька десятків мільйонів років, але такі знахідки завжди викликали глибокий скепсис із боку колег. Здається неймовірним, що макромолекули могли зберігатися такий тривалий час. Простіше припустити, що виділена ДНК належала не древньому організму, а потрапила в його залишки разом із якимись органічними забрудненнями.

Знахідка працівників Ботанічного інституту поза такими підозрами. Адже їм удалося побачити викопну ДНК буквально власними очима під мікроскопом. Тим самим вони довели, що мають справу з «рідними» макромолекулами викопних дерев, а не з результатами пізніших забруднень.

Така знахідка — велика удача: адже викопні залишки рослин украй рідко зберігаються так добре. Але, з другого боку, у ній немає й нічого надприродного. Давно відомі приклади цілості структури мертвих клітин і їхніх макромолекул протягом тисячоліть (наприклад, у тканинах трупів мамонтів), а аналіз ДНК із гербарних зразків, зібраних більш як 200 років тому, став звичайною справою для ботаніків. Залишки еоценових дерев — це теж свого роду «гербарій», тільки збережений завдяки дуже рідкісному поєднанню природних умов.

Розшифровування структури ДНК із древніх клітин ще попереду. Воно пов’язане з новими труднощами: адже за мільйони років великі молекули розпалися на невеликі фрагменти, із якими не завжди вдається працювати звичайними методами. Петербурзькі вчені, втім, сподіваються, що аналіз ДНК дозволить точно сказати, із якими сучасними рослинами перебувають у спорідненості Paramyrtaciphyllum і Paramyrtacicarpus.