Sådan indtog verdens første planter landjorden
Forskere finder de to gener hos planter, der gjorde deres liv på Jorden muligt på trods af invaderende svampe og næringsfattige sten-landskaber.
Marchantia polymorpha levermos PEN1 SYP122 evolution

Marchantia polymorpha, på dansk kaldet levermos, er en af vores tidligste og allermest primitive planter. (Foto: HermannSchachner / CC by 1.0)

Marchantia polymorpha, på dansk kaldet levermos, er en af vores tidligste og allermest primitive planter. (Foto: HermannSchachner / CC by 1.0)

For omkring 470 millioner år siden gik verdens første planter i land på en jord, der var dækket af sten. 

Planterne begyndte en ny tilværelse - fra at have levet som alger i vand til at blive til landplanter - og det skridt har siden dannet grundlag for alt liv på landjorden.

Men det har ikke været en nem overgang for algerne. På landjorden mødte de nemlig svampe, der selv var krøbet op på land 100 millioner år forinden for at finde næring.

»Hvis du som ny plante skal etablere dig på land, og det første, du møder, er en svamp, der vil æde dig, så har du brug for en forsvarsmekanisme,« fortæller biolog Mads Eggert Nielsen fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet i en pressemeddelelse fra universitetet.

Sammen med kolleger fra sit institut og fra University of Paris-Saclay har han indsnævret planternes forsvarsmekanisme til de to gener PEN1 og SYP122.

De to gener hjælper til at danne en cellevægslignende prop i planter, som blokerer for invasion af svampe og svampelignende organismer, skriver forskerne i studiet, der er udgivet i tidsskriftet eLife.

Studiet får ros af professor Henrik Brinch-Pedersen, der har har læst det for Videnskab.dk.

Han forsker selv i at forbedre planters kvalitet og modstandsdygtighed ved Institut for Agroøkologi på Aarhus Universitet, og han siger, at forskernes arbejde er »fundamentalt interessant«, fordi det beskriver den evolutionære udvikling af resistens i planter.

Forsvarsmekanismen, der gør planterne resistente, findes nemlig både i helt tidlige planter og i mere udviklede.

Vores tidligste og mest primitive planter

Forskerne har arbejdet med to plantefamilier:

  • Marchantia polymorpha, også kaldet levermos
  • Arabidopsis, også kaldet almindelig gåsemad

Levermosser er meget primitive planter. Man antager, at levermosser er udviklet evolutionært tidligt og ikke har forandret sig meget. Planten minder om mos, men er faktisk endnu mere primitiv og formerer sig ved sporedannelse, forklarer Henrik Brinch-Pedersen.

At forskerne finder de to gener i planten betyder altså, at mekanismen kan føres tilbage til en af vores tidligste og mest primitive planter.

Og hvis et gen har overlevet i 470 millioner år, er det, fordi det er vigtigt, påpeger Henrik Brinch-Pedersen, for, som han siger: »meget andet er jo gået tabt i evolutionen.« 

gåsemad Arabidopsis planter evolution

Gåsemad, Arabidopsis, bliver kaldt 'en modelplante inden for molekylærbiologien' til at undersøge planters udvikling. Det skyldes blandt andet, at den kan dyrkes i reagensglas med en generationstid på kun omkring fem uger. Med andre ord: Den udvikler sig hurtigt. (Foto: Krzysztof Ziarnek, Kenraiz / CC by 3.0)

Ved at tage de to gener fra levermos og indsætte dem i almindelig gåsemad, undersøgte forskerne, om generne havde samme effekt i almindelig gåsemad, som de havde i levermos.

Metoden kaldes komplementering og går ud på, at man indsætter gener et sted, hvor de mangler - i det her tilfælde i en mutant-plante, hvor forskerne har fjernet generne.

»Man tager levermos-generne og putter dem ind i Arabidopsis, og hvis det så virker - planten genopretter sin funktion og bliver resistent - så er mekanismen universel,« forklarer Henrik Brinch-Pedersen. 

Det viste sig altså, at selvom de to plantefamilier for næsten en halv milliard år siden udviklede sig i hver sin retning, er genfunktionen den samme i begge plantefamilier. 

Derfor, vurderer forskerne, må det være en forsvarsmekanisme, som findes i alle landplanter. Genernes specifikke formål må desuden være forsvarsmekanismen, og derfor har dette haft afgørende betydning for, at planter har kunnet etablere sig på land, fortæller Mads Eggert Nielsen i pressemeddelelsen.

Mere modstandsdygtige afgrøder

»Studiet har også nogle potentialer fremadrettet,« siger Henrik Brinch-Pedersen og fortsætter:

»Hvis man formår at udnytte den resistens, de påviser, kan vi måske nå hen til et fremtidsscenarie, hvor vi ikke behøver sprøjte med pesticider, fordi planterne kan forsvare sig selv.«

Og den nye viden kan potentielt bruges til at gøre nutidens afgrøder mere modstandsdygtige over for svampeangreb, der er en stor udfordring i landbruget.

»Hvis alle planter forsvarer sig på samme måde, må det betyde, at de mikroorganismer, som er i stand til forårsage sygdomme, for eksempel meldug, gulrust og kartoffelskimmel, har fundet en måde at komme igennem, slukke for eller slippe uset uden om forsvaret i deres respektive værtsplanter,« siger Mads Eggert Nielsen.

Nu vil forskerne finde ud af, om man igen kan opnå resistens, hvis man tilføjer de sygdomsramte planter forsvars-komponenter fra mere modstandsdygtige planter.

Ligesom det lykkedes med levermos og almindelig gåsemad.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om, hvorfor denne 'sort hul'-illusion narrer din hjerne.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk