Λύστε το μυστήριο ενός «ζωντανού απολιθώματος» δέντρου παγωμένου στο χρόνο για 66 εκατομμύρια χρόνια
Το 1994, πεζοπόροι ανακάλυψαν μια ομάδα παράξενων δέντρων που φύτρωναν σε μια κοιλάδα στο Εθνικό Πάρκο Wollemi, περίπου 60 μίλια (100 χλμ.) δυτικά του Σίδνεϊ της Αυστραλίας. Ένας πεζοπόρος ειδοποίησε έναν φυσιοδίφη της υπηρεσίας Park Service, ο οποίος στη συνέχεια έδειξε δείγματα φύλλων στον βοτανολόγο. Τελικά διαπιστώθηκε ότι αντιπροσώπευαν ένα αρχαίο είδος που ουσιαστικά είχε παγώσει στο χρόνο από τότε που οι δεινόσαυροι περιπλανήθηκαν στη Γη.
Ορισμένοι αποκαλούν «ζωντανό απολίθωμα», το πεύκο Willemme (Williamia nobilis) είναι σχεδόν πανομοιότυπο με διατηρητέα λείψανα που χρονολογούνται από την Παλαιολιθική Κρητιδική περίοδος (145 εκατομμύρια έως 66 εκατομμύρια χρόνια πριν). Τώρα έχουν απομείνει μόνο 60 από αυτά τα δέντρα στη φύση και αυτοί οι επίμονοι επιζώντες απειλούνται από δασικές πυρκαγιές στην περιοχή. Αυτός ήταν Πιστεύεται ότι έχει εξαφανιστεί Πριν από περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια.
Τώρα, επιστήμονες από την Αυστραλία, τις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ιταλία έχουν κάνει ακριβώς αυτό Αποκωδικοποιήστε το γονιδίωμά του, τονίζοντας τις μοναδικές αναπτυξιακές και αναπαραγωγικές τους συνήθειες, καθώς και βοηθώντας τις προσπάθειες διατήρησης. Η εργασία δημοσιεύτηκε στην προεκτυπωμένη βάση δεδομένων bioRxiv στις 24 Αυγούστου και δεν έχει αξιολογηθεί από ομοτίμους.
Σχετίζεται με: Το βαθύτερο φαράγγι του κόσμου φιλοξενεί το ψηλότερο δέντρο στην Ασία και οι Κινέζοι επιστήμονες μόλις το ανακάλυψαν
Πεύκο Έχει 26 χρωμοσώματα Περιέχει εκπληκτικά 12,2 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων. Συγκριτικά, οι άνθρωποι έχουν μόνο περίπου 3 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων. Παρά το μέγεθος του γονιδιώματός τους, τα πεύκα Wilem έχουν εξαιρετικά χαμηλή γενετική ποικιλότητα, υποδηλώνοντας την ύπαρξη ενός στενού (όταν οι πληθυσμοί μειώθηκαν δραματικά) περίπου 10.000 έως 26.000 χρόνια πριν.
Στην πραγματικότητα, τα φυτά δεν ανταλλάσσουν πολύ γενετικό υλικό. Τα υπόλοιπα δέντρα φαίνεται να αναπαράγονται κυρίως με κλωνοποίηση μέσω κοπής, όπου τα κορόιδα αναδύονται από τη βάση και γίνονται νέα δέντρα.
Η σπανιότητά τους μπορεί να οφείλεται εν μέρει στον μεγάλο αριθμό τρανσποζονίων ή «γονιδίων που πηδούν» – τμήματα DNA που μπορούν να αλλάξουν τη θέση τους μέσα στο γονιδίωμα. Αυτά τα στοιχεία αντιπροσωπεύουν επίσης το μέγεθος του γονιδιώματος. «Το μικρότερο φυτικό γονιδίωμα και το μεγαλύτερο φυτικό γονιδίωμα έχουν περίπου τον ίδιο αριθμό γονιδίων», δήλωσε στο Live Science ο Gerald Schönknecht, διευθυντής του Ερευνητικού Προγράμματος Ερευνών για το Γονιδίωμα Φυτών του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών. «Οι μεγάλες διαφορές στο μέγεθος συνήθως προέρχονται από τρανσποζόνια». Ο Schönknecht δεν συμμετείχε στην έρευνα, αλλά το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών παρείχε χρηματοδότηση.
αρέσει Τρανσποζόνια Πηδώντας σε νέες θέσεις, μπορούν να αλλάξουν την αλληλουχία των «γραμμάτων» στο μόριο του DNA, προκαλώντας ή αντιστρέφοντας έτσι γονιδιακές μεταλλάξεις. Μπορούν να φέρουν μαζί τους λειτουργικές αλλαγές DNA ή DNA στο σημείο εισαγωγής, έχοντας έτσι σημαντικό αντίκτυπο στην εξέλιξη του οργανισμού.
Εάν τα τρανσποζόνια προκαλούν επιβλαβείς μεταλλάξεις, μπορεί να έχουν συμβάλει στη μείωση του πληθυσμού λόγω της κλιματικής αλλαγής και άλλων παραγόντων, είπαν οι ερευνητές. Αυτές οι αγχωτικές συνθήκες μπορεί να έχουν ωθήσει το φυτό να στραφεί σε κλωνική αναπαραγωγή. Επειδή οι αυξήσεις στα τρανσποζόνια σχετίζονται με τη σεξουαλική αναπαραγωγή, η αλλαγή στην ασεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί να έχει μειώσει την πιθανότητα να εισάγουν επιβλαβείς μεταλλάξεις. Παραδόξως, ενώ τα δέντρα εξακολουθούσαν να εξαρτώνται από τη σεξουαλική αναπαραγωγή, τα τρανσποζόνια μπορεί να έπαιξαν ρόλο στην αύξηση της γενετικής ποικιλότητας, καθιστώντας τα έτσι τουλάχιστον προσωρινά πιο ανθεκτικά στις μεταβαλλόμενες συνθήκες.
«Στο 99% όλων των περιπτώσεων, οι μεταλλάξεις μάλλον δεν είναι καλή ιδέα», είπε ο Schocknecht. “Αλλά σε εκατομμύρια χρόνια, το 1% που βοηθάει μπορεί να ωθήσει ένα είδος προς τα εμπρός. Σε αυτήν την περίπτωση μπορεί να ήταν λίγο πλεονέκτημα.”
Η αποκωδικοποίηση του γονιδιώματος αποκάλυψε επίσης γιατί το πεύκο Wollemi είναι τόσο ευαίσθητο σε ασθένειες – ειδικότερα Phytophthora cinnamomiΕίναι μια παθογόνος μούχλα νερού που προκαλεί θανάσιμο. Τα ανθεκτικά στις ασθένειες γονίδια του δέντρου καταστέλλονται από έναν τύπο RNA που σχετίζεται με την ανάπτυξη ευρύτερων φύλλων. Τα πεύκα, σε αντίθεση με τα περισσότερα κωνοφόρα, έχουν φαρδιές βελόνες.
Έτσι, η ανάπτυξη ευρύτερων φύλλων μπορεί να έχει καταστείλει την αντοχή στις ασθένειες και να άνοιξε το είδος σε παθογόνους απειλές – οι οποίες μπορεί να έχουν εντοπιστεί κατά λάθος από πεζοπόρους που επισκέφθηκαν την προστατευόμενη περιοχή παράνομα. Π. cinnamomi Κοινό σε καλλιεργούμενα φυτά.
Αν και μόνο τέσσερις μικροί πληθυσμοί παραμένουν στη φύση, τα πεύκα έχουν πολλαπλασιαστεί ευρέως από βοτανικούς κήπους και άλλα ιδρύματα σε μια προσπάθεια να διατηρηθούν και να μελετηθεί η μοναδική τους βιολογία. Αυτό το είδος θεωρείται άκρως απειλούμενο Από τη Διεθνή Ένωση για τη Διατήρηση της Φύσης.
Ως εκ τούτου, η ανάλυση του γονιδιώματος του πεύκου Wollemi δεν είναι απλώς μια ακαδημαϊκή περιέργεια, αλλά έχει σοβαρές επιπτώσεις για την επιβίωση αυτού του είδους.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”