Растительная жизнь впервые появилась на суше около 550 млн лет назад, анализ геномного кода древних водорослей раскрыл историю ее зарождения.
Международная группа исследователей нанесла на карту геном четырех штаммов древних водорослей Zygnema, обнаружив генетические инновации самых ранних наземных растений. Эти изменения около 550 млн лет назад привели к эволюции первых растений, которые вышли из водной среды, изменили поверхность и атмосферу планеты.
Это история эволюции. Она отвечает на фундаментальный вопрос о том, как самые ранние наземные растения произошли от водных пресноводных водорослей.
Янбин Инь, компьютерный биолог из Университета Небраски-Линкольна и соавтор исследования
Исследователи собрали четыре многоклеточных штамма Zygnema, используя два из коллекции культур водорослей Техасского университета в Остине и два из Геттингенского университета в Германии. Zygnema принадлежит к Zygnematophyceae, классу пресноводных и полуназемных водорослей, насчитывающему более 4 тыс. описанных видов, которые приспособились противостоять экстремальным стрессовым факторам, таким как ультрафиолетовое излучение, крайняя засуха и замерзание.
Используя передовые методы секвенирования ДНК, исследователи создали полный геном водорослей в масштабе хромосом. До этого исследования были секвенированы только геномы одноклеточных Zygnematophyceae, и это была первая сборка генома на уровне хромосом для этого класса водорослей.
Сравнивая полученные данные с геномами других растений и водорослей, исследователи обнаружили генетические инновации, используемые Zygnema. Они обнаружили «генетические программы», участвующие в росте и развитии, делении клеток, биосинтезе и ремоделировании клеточных стенок, а также гены, запускаемые сигналами окружающей среды. Такая совместная экспрессия предполагает, что гены работают вместе, чтобы «чувствовать» окружающую среду и регулировать рост растений.
Анализ выявил у последнего общего предка наземных растений и Zygnematophyceae совместную экспрессию генов, особенно тех, которые отвечают за синтез и ремодификацию клеточных стенок, которые были расширены. «Мы проливаем свет на глубокие эволюционные корни механизмов балансирования реакций окружающей среды и роста многоклеточных клеток», — добавляют ученые.
Читать далее:
Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики
Посмотрите на сотни черных «пауков», которые заполонили Марс весной
Новый препарат может обратить диабет вспять
На обложке: водоросли Zygnema. Фото: Kristian Peters http://www.korseby.net/outer/flora/algae/index.html, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
