O echipă de biologi de la Universitățiile Freiburg și Gottingen din Germania a demonstrat pentru prima dată că mușchii au un mecanism de protejare împotriva frigului, care era cunoscut doar la plantele cu flori. De asemenea, cercetătorii au demonstrat că acest mecanism are o origine independentă din punct de vedere evolutiv – mușchii și plantele cu flori utilizează un mecanism similar care se bazează pe gene înrudite la distanță. Mai mult, protejează organismele împotriva agenților patogeni precum și a frigului. Mușchiul Physcomitrella și planta cu flori Arabidopsis au fost studiate ca organisme model.

Cu mai mult de 500 de milioane de ani în urmă, plantele s-au desprins din apă și au început să colonizeze uscatul. Mușchii și plantele cu flori s-au desprins evolutiv de o plantă ancestrală comună și cu toate acestea, ambele organisme au fost nevoite să găsească modalități de a se proteja de temperaturile scăzute de pe pământ. Este vital pentru toate plantele să mențină fluiditatea membranelor celulare pentru că numai cele suficient de fluide permit procesele de transport peste bariera care înconjoară o celulă vegetală ca un înveliș protector. La temperaturi scăzute, membrana se întărește și devine mai puțin permeabilă, ceea ce afectează funcțiile celulare. Plantele pot contracara acest lucru deoarece membranele lor celulare conțin lipide care conțin acizi grași. Cu cât aceste lipide conțin acizi grași mai nesaturați, cu atât temperatura la care membrana se solidifică este mai scăzută.

Echipa de cercetare din Freiburg și Gottingen a identificat o nouă proteină care are un rol esențial în reglarea fluidității în mușchi. Influențează gradul de saturație al acizilor grași într-un grup de lipide membranare cunoscute sub numele de sfingolipide. S-a descoperit că plantele au devenit mai sensibile la frig dacă gena responsabilă de formarea acestei proteine a fost ștearsă de către cercetători. În același timp, au fost mai susceptibile la omicete – organisme filamentoase legate de alge care includ agenți patogeni ai bolilor plantelor, cum ar fi mucegaiul și mușchiul cartofului.

„Sfingolipidele sunt elemente importante ale recunoașterii celulare și ale transducției semnalului la oameni, animale și plante. Am descoperit un regulator necunoscut anterior al acestor sfingolipide în mușchi și am arătat că funcționează și într-o pantă cu flori. Acest lucru deschide posibilități complet noi biologiei”,  explică cercetătorii. „Munca noastră arată că mușchii și plantele cu flori au urmat căi diferite în timpul evoluției pentru a regla fluiditatea membranei în condiții reci într-un mod similar. Acesta este un exemplu impresionant de convergență în evoluția plantelor la nivel molecular”. Nu este clar modul în care mușchii au dobândit această genă specială. Echipa a găsit-o și în datele genomului ciupercilor, coanoflagelatelor, diatomeelor ​​și unui grup mic de alge unicelulare care au fost puțin studiate până acum.