W 1994 roku wędrowcy odkryli grupę dziwnych drzew rosnących w dolinie w Parku Narodowym Wollemi, około 100 km na zachód od Sydney w Australii. Jeden z turystów powiadomił przyrodnika z Park Service, który następnie pokazał botanikowi próbki liści. Ostatecznie ustalono, że reprezentują one starożytny gatunek, który w zasadzie został zamrożony w czasie, odkąd dinozaury wędrowały po Ziemi.
Przez niektórych nazywana „żywą skamieliną” sosna Willemme (Williamia Nobilis) jest niemal identyczny z zachowanymi pozostałościami z okresu paleolitu Okres kredowy (145 milionów do 66 milionów lat temu). Obecnie na wolności pozostało tylko 60 tych drzew, a tym upartym ocalałym zagrażają pożary lasów w regionie. On był Uważa się, że wymarł Około 2 milionów lat temu.
Teraz właśnie tego dokonali naukowcy z Australii, Stanów Zjednoczonych i Włoch Odszyfruj jego genom, podkreślając ich wyjątkowe nawyki rozwojowe i reprodukcyjne, a także wspierając wysiłki na rzecz ochrony. Artykuł został opublikowany w bazie danych preprintów bioRxiv 24 sierpnia i nie był recenzowany.
Powiązany: W najgłębszym kanionie świata rośnie najwyższe drzewo w Azji, a chińscy naukowcy właśnie je odkryli
Sosna Ma 26 chromosomów Zawiera niesamowite 12,2 miliarda par zasad. Dla porównania, ludzie mają tylko około 3 miliardów par zasad. Pomimo wielkości genomu sosny pospolite charakteryzują się wyjątkowo niską różnorodnością genetyczną, co sugeruje istnienie wąskiego gardła (kiedy dramatyczny spadek populacji) około 10 000–26 000 lat temu.
W rzeczywistości rośliny nie wymieniają dużo materiału genetycznego. Wydaje się, że pozostałe drzewa rozmnażają się głównie poprzez klonowanie poprzez wycinanie, podczas którego odrosty wyłaniają się z podstawy i stają się nowymi drzewami.
Ich rzadkość może częściowo wynikać z dużej liczby transpozonów, czyli „skaczących genów” – odcinków DNA, które mogą zmieniać swoje położenie w genomie. Elementy te reprezentują również wielkość genomu. „Najmniejszy i największy genom rośliny mają mniej więcej tę samą liczbę genów” – powiedział Live Science Gerald Schoenknecht, dyrektor programu badań nad genomem roślin przy Narodowej Fundacji Nauki. „Duże różnice w wielkości zwykle wynikają z transpozonów”. Schönknecht nie był zaangażowany w badania, ale finansowanie zapewniła Narodowa Fundacja Nauki.
tak jak Transpozony Przeskakując na nowe pozycje, mogą zmienić kolejność „liter” w cząsteczce DNA, powodując w ten sposób lub cofając mutacje genów. Mogą nieść ze sobą funkcjonalny DNA lub zmiany DNA w miejscu insercji, mając w ten sposób ogromny wpływ na ewolucję organizmu.
Naukowcy twierdzą, że jeśli transpozony powodują szkodliwe mutacje, mogły przyczynić się do spadku populacji spowodowanego zmianami klimatycznymi i innymi czynnikami. Te stresujące warunki mogły skłonić roślinę do przejścia na rozmnażanie klonalne. Ponieważ wzrost transpozonów jest związany z rozmnażaniem płciowym, zmiana w rozmnażaniu bezpłciowym mogła zmniejszyć możliwość wprowadzenia przez nie szkodliwych mutacji. Paradoksalnie, choć drzewa nadal były zależne od rozmnażania płciowego, transpozony mogły odegrać rolę w zwiększeniu różnorodności genetycznej, czyniąc je w ten sposób przynajmniej tymczasowo bardziej odpornymi na zmieniające się warunki.
„W 99% przypadków mutacje prawdopodobnie nie są dobrym pomysłem” – powiedział Schocknecht. „Ale w ciągu milionów lat ten 1%, który pomoże, może popchnąć gatunek do przodu. W tym przypadku mogło to być trochę korzystne.”
Odkodowanie genomu ujawniło również, dlaczego sosna Wollemi jest tak podatna na choroby – w szczególności: Phytophthora cinnamomiJest to patogenna pleśń wodna powodująca zamieranie. Geny odporności drzewa na choroby są tłumione przez rodzaj RNA związany z rozwojem szerszych liści. Sosny lipowe, w przeciwieństwie do większości drzew iglastych, mają szerokie igły.
Dlatego rozwój szerszych liści mógł osłabić odporność na choroby i narazić gatunek na zagrożenia chorobotwórcze, które mogły zostać przypadkowo wyśledzone przez turystów, którzy nielegalnie odwiedzili obszar chroniony. P. cinnamomi Powszechne w roślinach uprawnych.
Chociaż na wolności żyją tylko cztery małe populacje, sosny są szeroko rozmnażane przez ogrody botaniczne i inne instytucje w celu ich ochrony i badania ich unikalnej biologii. Gatunek ten uznawany jest za krytycznie zagrożony Przez Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody.
Dlatego analiza genomu sosny Wollemi jest nie tylko ciekawostką akademicką, ale ma poważne implikacje dla przetrwania tego gatunku.
„Introwertyk. Myśliciel. Rozwiązuje problemy. Specjalista od złego piwa. Skłonny do apatii. Ekspert od mediów społecznościowych. Wielokrotnie nagradzany fanatyk jedzenia.”
