Раскрыт феномен окрашивания зерен ячменя в черный цвет

Механизм окрашивание зёрен ячменя в черный цвет уже давно интересует учёных, потому что всё ещё является для них скрытым. Однако не так давно они на шаг стали ближе к разгадке этого феномена. Учитывая, что окраска зерен, как и всех других видов организмов на нашей планете, имеет вполне определенную цель: маскироваться, отпугивать вредителей, привлекать опылителей, то неудивительно, что разные растения, содержащие определенные пигменты, имеют уникальную окраску.

У ячменя в клетках присутствует пигмент меланин, который окрашивает зёрна в очень тёмный цвет, вплоть до чёрного. Клеточные и молекулярные основы этого пигмента являются главными объектами для изучения ученых-цитологов и генетиков. По их словам, чёрный цвет получается в результате активации определенного гена на стадии поздней молочной спелости. В первую очередь, окраска начинает проявляться в верхней части колоса ячменя, а затем уходит к основанию. На разных стадиях созревания зерна, используя специальные системы микроскопии, можно увидеть, с какой скоростью и как именно происходит проявление темного пигмента.

Ученые решили дополнительно использовать лазеры, чтобы провести исследования органелл, содержащих хлорофилл. Оказалось, что в процессе развития зерна хлорофилл разрушается, оставляя после себя только пигмент меланин (в качестве органелл рассматриваются хлоропласты, ответственные за процесс фотосинтеза). Местом накопления меланина также считается и чешуя колоса — в ней меланин обнаруживается в цитоплазме и выглядит как бесструктурные включения. С хлоропластами чешуя связана следующим образом: после того, как хлоропласты распадаются, меланин выбрасывается в цитоплазму пластид чешуи. В целом, такое поведение пигмента не мешает процессу фотосинтеза, ученые полагают, что это даже некоторая поддержка в адаптации зерна в сельском хозяйстве.

Проведенные исследования поразили ученых, так как удалось выяснить, что синтез меланина осуществляется у растений и животных похожим образом, то есть внутриклеточно. Есть разница в механизмах синтеза, то есть в участвующих в этом процессе клеток и органов, однако общие принципы поразительно схожи. Несмотря на то, что точный механизм синтеза пигмента у растений так ещё и не изучен в должной мере, это открытие будет полезным для дальнейшего исследования меланогенеза.