Стареют ли деревья на микроскопическом уровне?

Я немного почитал и нашел следующую интересную информацию.

теломеры

Во время клеточного деления ДНК реплицируется, но этот механизм несовершенен, и в каждом цикле клеточного деления теряется небольшой участок с конца каждой хромосомы. Для компенсации и защиты генетической информации на концах есть кепки — области избыточных нуклеотидов, называемые теломерами ( Silvestre, 2012 ).

Клетки млекопитающих не восстанавливают свои теломеры после клеточного деления, что дает им репликативную продолжительность жизни; максимальное количество клеточных делений до того, как теломеры закончатся. Затем клетки либо входят в состояние старения и больше не делятся, либо инициируют запрограммированную гибель клеток. Однако каждая клетка имеет генетическую информацию для теломеразы — фермента, который может восстанавливать теломеры, — но не может ее использовать. Только эмбрионы и стволовые клетки способны экспрессировать теломеразу в клетках млекопитающих - это защищает от накопления повреждений ДНК, вызывающих неконтролируемое развитие клеточного цикла. Активированная теломераза является основным признаком многих видов рака ( Campbell, 2012 ).

Теломеры растений

Вы упоминаете теломеры в своем вопросе, и это интересный вопрос, который я никогда не рассматривал. У растений не сохранилась зародышевая линия, поэтому их потомство должно нести все дефекты своей конкретной родительской клетки, и поэтому все растительные клетки должны обладать способностью регенерировать свои теломеры. Я нашел статью Файкуса и его коллег, в которой обнаружена активность теломеразы в черенках растений, выращенных в культуре ( Файкус, 1998 г.).). Их гипотетический белок, регулирующий длину теломер растений (PTLR), должен возникать на ранних стадиях культивирования и длиться всего несколько циклов. Интересно, что эффективность этого процесса варьируется у разных видов растений. Авторы отмечают, что выбранное ими растение — табак — обладает особенно высокой способностью к размножению и что другие растения, такие как ячмень, труднее вырастить из черенков, что может быть связано с другим способом регуляции теломеразы (например, ее можно было активировать лишь изредка при высокой температуре). небольшие суммы).

Заболевают ли растения раком?

Мне кажется следующий очевидный вопрос. В одной из первых статей, на которые я наткнулся (опубликованной в 1916 году журналом исследований рака!) говорится о коронной галле в растениях и ее связи с раком человека ( Смит, 1916 ). Многие веб-сайты называют галлы эквивалентом рака у растений, но оказывается, что наросты (галлы), которые выглядят очень похожими на опухоли, на самом деле вызваны бактериями, стимулирующими размножение окружающих их клеток. (Подробнее о галлах см. в этом вопросе ).

Позже я нашел отрывок (я не могу получить доступ к полной статье) из статьи, опубликованной в журнале Nature в 2010 году, под названием «Стены вокруг опухолей — почему у растений не развивается рак» ( Doonan, 2010 ). Похоже, что у растений могут развиваться опухоли, но они менее часты и менее смертельны из-за фундаментальных различий в развитии растительных и животных клеток. Сингх и его коллеги обнаружили, что у 2 видов растений ( арабидопсис и рис) пути репарации повреждений ДНК хорошо сохранились, но с вариациями; было несколько дупликаций генов в разных путях репарации ДНК ( Singh, 2010 ).

Растения не «стареют», как мы

Хотя мне не удалось найти убедительных доказательств, мне кажется вероятным, что растения могут также иметь повышенную защиту от других клеточных стрессов, помимо повреждений ДНК, таких как накопление аберрантных белков. Таким образом, оказывается, что в защищенной среде некоторые растения могут жить неопределенно долгое время. Я говорю некоторые, потому что другие намеренно заканчивают свою жизнь после размножения. Такие черты, как долголетие, по своей природе трудны для отбора, поскольку преимущества появляются спустя много времени после репродуктивной зрелости и, следовательно, подвергаются гораздо меньшему избирательному давлению.

Мы видим, как растения увядают и умирают, но это потому, что они постоянно подвергаются воздействию окружающей среды. Их могут съесть животные и насекомые, может не хватать пищи или воды, или солнечного света, растение может заразиться. Все они находятся на макроскопическом уровне. Из-за совершенно разных эволюционных ограничений и давления растения очень устойчивы к клеточным стрессам, возможно, из-за различий в скорости метаболизма, и, по-видимому, обладают неопределенным репликативным потенциалом.

Редактировать: хотя чем больше я думаю об этом, тем больше кажется, что у большинства растений должна быть предельная продолжительность жизни, поскольку они вечно растут и расширяются, их ткани постепенно затвердевают и становятся менее функциональными (здесь я в основном представляю растения из коры). Хотя по мере того, как слои коры выталкиваются, место нижних слоев занимают. Таким образом, дерево могло бы жить бесконечно, постоянно реконструируя свои слои.