Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно

Авокадо — это в прямом смысле двуличный фрукт. Каждое дерево каждый день решает, кем ее быть: «мальчиком» или «девочкой». Цветки раскрываются то для приема пыльцы, то для ее выдачи, причем, как по расписанию, вообще без сбоев.


Ботаники ломали голову над этой загадкой больше 100 лет. Как растение умудряется переключаться за несколько часов? И почему у одних деревьев утро женское, а день мужской, а у других все происходит ровно наоборот?

Секрет прятался в генах, но где именно никто не знал. И только когда команда экологов и агрономов установила круглосуточную слежку за растениями и заглянула в ДНК сотен деревьев, ответ, наконец, был получен.

Миллионы лет по четкому графику

Цветок авокадо устроен хитро: внутри него есть и пестики, и тычинки. Вроде бы бери и опыляй сам себя, что может быть проще? Но природа умная, она знает, что самоопыление — это путь в никуда: потомство слабеет, накапливаются вредные мутации, выживаемость падает.

Поэтому авокадо нашло способ обмануть самого себя. Оно не позволяет цветкам работать в обеих ролях одновременно. Вместо этого все дерево синхронно включает женский режим, когда цветки открыты для приема чужой пыльцы. А через несколько часов переключается на мужской, и начинают созревать собственные пыльцевые зерна.



Но и это еще не все. Разные сорта живут по противоположным графикам. Тип А просыпается женщиной: утром он принимает пыльцу. А после обеда меняет пол на мужской и начинает пылить. А у типа B все наоборот: с утра он работает мужчиной, а во второй половине дня исполняет женские обязанности.

И это не случайность, а эволюционная уловка, которая гарантирует: в любой момент времени на соседних деревьях открыты разные половые фазы. Пчелы летают туда-сюда, переносят пыльцу с мужских цветков одного дерева на женские другого. Самоопыление исключено почти полностью.

Этот механизм работает уже миллионы, при этом до последнего времени селекционеры крыли этот эволюционный трюк последними словами. Дело в том, что узнать, к какому типу относится молодой саженец (А или В), можно было, только дождавшись первого цветения.
А авокадо цветет впервые через 10–15 лет. Представьте: вы сажаете сотни деревьев, ухаживаете за ними полтора десятка лет и только потом понимаете, какие из них — опылители, а какие — основные. Огромная потеря времени, земли и денег.

Дирижер внутри ДНК

Исследователи решили пойти от обратного: сначала внимательно подсмотреть за цветами, а потом сопоставить с генетикой. Ученые дни и ночи напролет записывали, когда раскрывается и закрывается каждый цветок, с точностью до часа. Рассмотрели тысячи цветков под микроскопом. Оказалось, что переключение пола чутко реагирует на малейшие изменения температуры и освещенности. Чуть теплее, и фаза сдвигается. Солнце припекает: снова смена графика.

Параллельно генетики секвенировали ДНК сотен деревьев. Они строили карты геномов — грубые и детальные, вплоть до почасовой активности каждого гена. Задача была вычислить те участки, которые «тикают» как биологические часы и при этом различаются у типа А и типа В. Объем данных был изучен колоссальный, но в итоге работа оправдала себя на 100%.



Был найден ген, который ученые назвали SDMYB. Этот участок ДНК вел себя как профессиональный дирижер. Его активность поднималась и падала с идеальной периодичностью. У деревьев типа А пики приходились на утро, у типа В — на послеобеденное время.

Более того, у этого гена обнаружились две аллели (разновидности). Деревья типа А несут одну конкретную версию, а типа В — две копии другой, рецессивной. То есть половое расписание записано прямо в наследственном коде.

Мощный толчок для индустрии авокадо

Это открытие мгновенно превратило многовековую загадку в рабочий инструмент. Джеффри Гро, генетик из Беркли, сказал прямо: «Наконец-то у нас есть генетическое объяснение». Цветки авокадо, по его словам, не просто статичное украшение. Это живые, пульсирующие структуры, ритм которых сложился более 42 миллионов лет назад.

Теперь селекционерам не нужно ждать 15 лет. Достаточно взять крошечный образец от саженца, проверить наличие аллелей гена SDMYB, и, как говорится, дело в шляпе.


— Грэм Куп, эволюционный биолог.

Например, в той же Калифорнии, которая является одним из мировых лидеров по выращиванию авокадо, производители сажают 10% деревьев типа В, чтобы они опыляли соседние типа А. При этом самый популярный сорт этого фрукта, который можно найти практически в любом магазине, — «Хасс», который относится как раз к типу A. И он коммерчески выгоден, а плоды типа В не так популярны. Теперь, зная генетику, фермеры смогут с первого года отбирать нужные комбинации, не засевая лишние гектары впустую.



Правда, до генного редактирования пока далеко. Это вопрос многих лет и множества экспериментов. Но генетические маркеры, описанные в статье Proceedings of the National Academy of Sciences, уже дали в руки селекционерам то, чего они ждали десятилетиями.

Заключение

Кстати, авокадо — это не единственное растение, которое может делать такие «фокусы». Схожие механизмы есть у винограда, и селекционеры уже экспериментируют с необычными вкусами. Кто знает, возможно, через пару десятилетий мы будем макать чипсы в гуакамоле с привкусом сахарной ваты.