Миллионы лет стабильности: удивительная генетика растений

Более 450 миллионов лет назад растения сделали смелый шаг из воды на сушу. Одними из первых первопроходцев стали предки роголистников — небольших растений, которые, несмотря на свою скромность, смогли пережить миллионы лет.

Фото: Flickr by healthmindandkat, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/

Молекулярные ножницы

Новое исследование открывает удивительные детали их генетики и проливает свет на адаптацию к жизни на суше.

Загадка стабильности генов

Учёные расшифровали геномы десяти видов роголистников, охватывающих все известные семейства этой группы.

"Роголистники сохранили удивительно стабильные хромосомы, несмотря на эволюцию на протяжении более 300 миллионов лет".- отметил Питер Шафран, научный сотрудник Института Бойса Томпсона.

Одной из главных особенностей роголистников стало отсутствие полногеномного дуплицирования — процесса, при котором весь генетический материал организма дублируется. Это позволило их хромосомам оставаться неизменными, что выделяет роголистники среди других растений.

Динамичные хромосомы и эволюция

Но не вся генетика роголистников так стабильна. У них были обнаружены дополнительные хромосомы, которые не обязательны для выживания, но могут давать преимущества.

Эти динамичные элементы генома быстро эволюционируют и различаются даже у отдельных растений. Исследователи также нашли признаки половых хромосом, что проливает свет на эволюцию размножения у растений.

Адаптация к жизни на суше

Анализ генома дал новые данные о генах, связанных с:

• Производством флавоноидов, защищающих растения от ультрафиолета;
• Формированием устьиц, которые регулируют газообмен;
• Передачей гормональных сигналов, обеспечивающих адаптацию к условиям среды.

Эти открытия помогают понять, как первые наземные растения приспосабливались к новым вызовам.

Ресурс для будущих исследований

Роголистники теперь стали самой тщательно изученной группой растений с точки зрения генетики. Как

"Наше исследование демонстрирует важность изучения разнообразных организмов. Расширяя знания о роголистниках, мы получаем более полную картину эволюции растений и разнообразия жизни". — отметила Фэй-Вэй Ли, доцент Института Бойса Томпсона.

Созданный генетический ресурс даёт учёным уникальную возможность изучать, как растения адаптировались к прошлым экологическим вызовам, и поможет разрабатывать устойчивые культуры для будущего.

Уточнения

Роголи́стник (лат. Ceratophýllum) — по современной классификации APG IV род цветковых растений монотипного семейства Роголистниковые (Ceratophyllaceae Gray). Род включает многолетние травянистые водные растения с тонкими ветвями, распространенные по всему земному шару — от полярного круга до тропиков.