陸上植物の進化の歴史が、車軸植物門グループの先史時代の緑藻類から始まったことは比較的異論の余地がありません。これらの光合成単細胞生物は、単純な陸上植物と同様のいくつかの特徴をまだ持っています。栄養段階では鞭毛はなくなり、有性生殖が行われ、コケやシダでよく見られるように、一部の種はすでに世代交代を迎えています。しかし、先史時代の車軸植物がいつどのようにして陸地に足を踏み入れたのかはまだ不明であり、非常に物議を醸している。 「問題は、この初期の時代の化石がほとんどなく、単細胞の小胞子がいくつかあるだけだということです」とカールスバーグ研究所のジェスパー・ハーホルト氏とコペンハーゲン大学の同僚は説明する。 「さらに多くの化石遺物は約 4 億年前のものしか存在しませんが、陸上植物はその時までにすでに出現していました。」したがって、従来の通念では、植物は約4億8千万年前に陸上に進出したと考えられていますが、単細胞藻類が数億年前に初めて陸上に進出しようとしたと考える研究者もいます。しかし、これまでのところ、これを示す証拠は不足しています。
田舎暮らしへの明らかな適応
ハーホルト氏らは現在、そのような別のシナリオを裏付ける新たな証拠を提供している。彼らの研究の出発点は、車軸植物門の細胞壁の分析でした。 「これらの藻類は、陸上の植物細胞と同様に複雑な細胞壁を持っていることがわかりました」とハーホルト氏は報告しています。 「しかし、先史時代の藻類は水中でそれらを必要としなかったはずなので、それは私たちには奇妙に思えました。」そして、そのような細胞壁の構造は複雑です。細胞構造を通常の水生藻類よりも高密度で安定にするために、約 250 の異なる遺伝子を変更する必要がありました。車軸植物の細胞壁には、木材の細胞を安定化して紫外線から保護する役割を果たす分子であるリグニンも含まれています。 「純粋に水生環境に生息する藻類がなぜ陸上生活にこれほどよく適応した細胞壁を発達させるのでしょうか?」と研究者らは疑問を抱いた。
ハーホルトらによると、これには簡単な説明がある。今日の車軸植物の祖先は水中に住んでいたのではなく、すでに陸地を征服していたのだという。彼らのシナリオによれば、これらの原生動物は水域のほとりの湿った砂の中で生き残り、雨によって水分需要を満たしていました。この間、これらの先史時代の藻類の一部は細胞壁を最適化し、時折起こる乾燥や水によって濾過されなくなった太陽からの紫外線からさらによく守るように遺伝物質に変化をもたらしました。研究者らの報告によると、車軸藻類の藻類であるクレブシエラの遺伝子分析では、その祖先を乾燥、紫外線、酸化ストレスに対する耐性を高めた遺伝子がゲノム内に組み込まれていることが示されており、その遺伝子は今日の陸上植物の遺伝子に相当するという。
彼らのシナリオによれば、これらの陸生藻類の代表的ないくつかは陸上に残り、最初の陸上植物に発展しました。しかし、他のものは水に戻りました – 彼らの子孫は今日の車軸植物です。したがって、これらは二次的に水生生物です。 「彼らは陸上の特徴の多くを保持していますが、現在では淡水の生息地で発見されています」と研究者は説明します。もしその起源モデルが確認されれば、植物学の教科書は書き直されなければならないだろう。 「私たちは古い考えをひっくり返さなければなりません。証拠はすでに存在しています」と、共著者であるコペンハーゲン大学のピーター・ウルスコフ氏はコメントしている。ハーホルト氏はさらに次のように付け加えています。十分な証拠を集めれば、ある時点で自分がまだ正しい可能性があることに気づくでしょう。」これが海岸離脱シナリオに当てはまるかどうかはまだ分からない。
