Odkryto najstarszą populację komórek macierzystych stożka wzrostu korzeni

Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego odkryli najstarszą populację komórek macierzystych merystemu (stożka wzrostu) korzeni. Znajduje się ona w skamieniałości sprzed 320 mln lat, należącej do zbiorów uczelnianego herbarium.

Prowadząc badania systemów korzeniowych prehistorycznych drzew, analizowałem jeden z preparatów sfosylizowanej gleby z uniwersyteckiego herbarium. Wtem zauważyłem strukturę wyglądającą jak żywy merystem wierzchołkowy korzenia współczesnych roślin. Zacząłem sobie zdawać sprawę, że patrzę na populację komórek macierzystych sprzed 320 mln lat, która została utrwalona w czasie wzrostu. To pierwszy raz, kiedy udało się coś takiego znaleźć. Zyskaliśmy więc unikatowy wgląd w rozwój korzeni setki milionów lat temu - podkreśla doktorant Alexander (Sandy) Hetherington.

W skamieniałości sprzed 320 mln lat zidentyfikowano też unikatowy, nieznany wcześniej wzorzec podziału. Oznacza to, że pewne mechanizmy kontroli tworzenia korzeni wymarły i w przeszłości mogły być o wiele bardziej zróżnicowane, niż się wydawało.

Autorzy publikacji z pisma Current Biology podkreślają, że najstarsze zachowane korzeniowe stożki wzrostu, w których widoczna jest anatomia komórkowa, występują w tzw. kulach węglowych (ang. coal balls). Są to bryły kalcytu z torfowisk z okresu kredy w Europie i Ameryce Północnej oraz z permu w Chinach. Przeważnie mają ok. 10-20 cm średnicy i są mniej więcej kuliste (stąd nazwa).

Należy jednak zaznaczyć, że żaden z opisanych dotąd merystemów nie rósł aktywnie w momencie utrwalenia. Ponieważ organizacja komórkowa merystemu zmienia się, gdy wzrost korzenia się zatrzymuje, do teraz nie dało się porównać dynamiki komórkowej, np. przekształcenia komórek macierzystych w zróżnicowane komórki, taksonów wymarłych i współczesnych.

Hetherington, Joseph G. Dubrovsky i Liam Dolan tłumaczą, że rozwój głębokich systemów korzeniowych w pierwszych globalnych lasach tropikalnych przyczynił się po części do jednej z największych zmian klimatu. Nasiliło się bowiem tempo wietrzenia chemicznego minerałów krzemianowych w skałach, co doprowadziło do spadku stężenia CO₂ w atmosferze (wietrzenie chemiczne zachodzi na skutek działania wody zawierającej gazy), ochłodzenia i rozpoczęcia epoki lodowej.

Hetherington nadał skamieniałym komórkom nazwę Radix carbonica (łac. węglowe korzenie).

merystem korzeń wzrostu komórki macierzyste Radix carbonica Alexander Hetherington