世界で最も研究されている植物の一つは、余分な器官を育てることができる

過去数十年にわたり、シロイヌナズナ（シロイヌナズナとも呼ばれる）は、科学研究の主要な植物モデルであり、文字通り何万もの論文に取り上げられてきました。その比較的単純なゲノムと短いライフサイクルにより、雑草のようなこの小さな植物は、遺伝子操作や実験の理想的な対象となっています。しかし、長年にわたり、この植物の主力植物が、奇妙な名前のない付属肢を時々生やすことに気付いた人は誰もいませんでした。

まず、植物の解剖学について少し説明します。花の中央の茎は花柄と呼ばれます。花柄から枝分かれして、小花柄と呼ばれる小さな花茎が伸びます。しかし、シダレクレスの特定の種では、適切な条件が整えば、新たにカンティルと呼ばれる器官が成長します。カンティルは花柄から水平に突き出て、肘のように上向きに曲がって、花を咲かせる小花柄を支えます。研究者たちは、橋などの構造物に見られる建築上の支えであるカンチレバーにちなんで、この謎の器官に名前を付けました。

10年以上の調査を経て、科学者たちは、カンティルがシロイヌナズナの解剖学的に完全に異なる部分であり、これまで説明されたどの植物器官とも異なることを確認しました。彼らはその研究結果をDevelopment 誌に発表しました。

研究の筆頭著者であるペンシルベニア州立大学の分子生物学者ティム・グーキン氏は、ポスドク研究員として働いていた2008年に初めてカンティルに気づいた。興味をそそられたが、彼はその構造を異常、つまり何らかの突然変異や交差汚染の産物として無視した。しかし研究を続けるうちに、グーキン氏は野生種も含め、何度もこの小さな肘に気づいた。土壌、水、肥料、空気供給による影響を排除した後、グーキン氏はカンティルに異常はなく、植物の自然発生的な部分に違いないと判断した。

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「私たちが実際に目にしているものを把握し、カンティルがどのように制御されているかを理解するには、12年以上の実験が必要でした」とグーキン氏は声明で述べた。「この研究では、3,782本の植物を完全に成熟させるとともに、34の異なる植物系統の花のついた茎20,000本以上を手作業で検査する必要がありました。」

キャベツやマスタードの仲間であるシロイヌナズナは、16 世紀に初めて記述されました。2000 年には、ゲノム配列が解読された最初の植物となりました。この大胆な雑草は国際宇宙ステーションで栽培され、中国は月に送ったことさえあります。この植物が長い間科学の世界で注目されてきたにもかかわらず、未発見の器官を持っているという事実は、多くの科学者にとって非常に衝撃的です。

「アマゾンの奇妙な植物に新しい器官があると言われても、私はまったく驚かないだろう」と、この研究には関わっていないパリのCNRSの植物生物学者フランソワ・パルシー氏はサイエンスニュースに語った。「私が驚いたのは、これがシロイヌナズナで起こったことだ。これは本当に驚くべきことだ」

カンティルが長い間発見されなかったのは、おそらく、カンティルの形成にはかなり特殊な条件が必要だったためだ。開花の遅れがカンティルの成長を促すが、これは通常、日照時間が短い春に起こる。その後、アラビドプシスが開花の瀬戸際に肘のような枝が生え、花が咲き始めると植物を支えるために突き出る。しかし、実験室のような一日中光が当たる環境では、カンティルは姿を現さない。

カンティルがシロイヌナズナにどのような進化上の利点をもたらすのか、もしあるとしたら、それはまだ不明である。いずれにせよ、この発見はグーキン氏にとって刺激的で、同氏はナショナル ジオグラフィック誌に「まだ発見すべきことがある！」と叫んだ。