Mitől nő folyamatosan a fű?

A John Innes Központ kutatói vezette nemzetközi csapat járt utána annak, hogy miként képes megújulni a fű annak ellenére, hogy rendszeresen nyírjuk, vagy épp legelik az állatok. A válasz részben a levél alakjában rejtőzik, ám az, hogy ez az alak miként született, régóta viták tárgya.

A kutatócsoportnak most számítógépes modellezéssel és fejlődésgenetikai vizsgálatokkal sikerült rábukkannia a válaszra. Különféle modelleket készítettek a levelek fejlődéséről, majd ezeket tesztelve arra jutottak a szakemberek, hogy a jelenlegi elképzelések helytelenek lehetnek. Enrico Coen professzor, a kutatás egyik résztvevője elmondta: „A felülbírált 19. századi elképzelés közelebb áll a valósághoz.”

A virágos növényeket egyszikűekre és kétszikűekre oszthatjuk fel, a fűfélék az egyszikűekhez tartoznak, s e növényekre az jellemző, hogy a leveleik a szárat körbefogva fejlődnek, és hosszú, párhuzamos jellegű erezettel rendelkeznek. (Ha egy fűszálon ez nem is könnyen észlelhető, ám egy kukoricára gondolva már megjelenik lelki szemeink előtt a jellegzetes felépítés.) Ezzel szemben a kétszikűek – ide tartozik a legtöbb fa és bokor, a zöldségeink, kerti virágaink jó része – leveleit a szártól egy kis levélnyél választja el; a levelek erezete pedig elágazó, hálózatszerű.

A fűféléknél a levél csőszerű, hengeres formát vesz fel a szár körül, ezt levélhüvelynek hívjuk. Ez a levélhüvely teszi lehetővé, hogy a növény magassága növekedjen, miközben a fejlődő, növekvő régió mégis közel marad a talajfelszínhez. E közelség óvja meg a legelő állatok harapásától, vagy épp a fűnyírók késeitől a füvet.

A 19. században a botanikusok úgy vélték, hogy ez a levélhüvely megfeleltethető a kétszikűek levele esetében meglévő levélnyélnek, maga a levél pedig a kétféle növénytípus esetében azonos eredetű.

Mivel azonban a kétszikűek levélnyelének erezete párhuzamos állású, vagyis hasonló az egyszikűek teljes levelének erezetéhez, a 20. században a szakemberek új elmélettel álltak elő, ami szerint a fűfélék teljes levele (a levélcsúcs aprócska régiója kivételével) a kétszikűek levélnyelével azonos.

A modellezésből azonban a kutatók most arra jutottak, hogy mégis a 19. századi elképzelés áll közel a valósághoz, az eredmények a Science hasábjain jelentek meg.

A fejlődésgenetikai tesztekből kiderült, hogy a levelek növekedését irányító gének aktivitásától függ, hogy milyenné válik az adott levél, a génkifejeződésben lévő apró eltérések képesek a különböző leveleket kialakítani, vagyis ugyanazon gének eltérő működésének köszönhető az a rendkívüli sokféleség, amely a leveleket jellemzi. Ugyanez a kis génkifejeződés-eltérés okozta azt is, hogy az egyszikűek és a kétszikűek levelei ennyire eltérő típusúvá váltak.