• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.03.2022
Даниил Сухинов
2
4 256

Растения использовали гены бактерий и грибов для колонизации суши

4.6

Ученые из Китая проанализировали геномы представителей основных групп наземных растений и водорослей и обнаружили два основных эпизода переноса генов от микроорганизмов к растениям. Эти гены, полученные от бактерий, грибов и вирусов, могли стать движущей силой эволюции растений сотни миллионов лет назад, придавая им черты и признаки, благоприятствующие наземной жизни.

Представитель группы харофитовых водорослей.
Представитель группы харофитовых водорослей. / ©Essi Keskinen/Metsähallitus / Автор: Артем Фомин

Горизонтальный перенос генов (ГПГ) — процесс передачи генетического материала между организмами разных видов. Многие микроорганизмы используют ГПГ для эволюции и адаптации к неблагоприятным внешним условиям. Так, именно этот процесс ответственен за быстрое распространение устойчивости к антибиотикам у бактерий.

Однако роль ГПГ в сложных многоклеточных организмах-эукариотах, включая растения и животных, остается спорной и малоизученной. Именно поэтому исследователи из Китая провели всесторонний систематический анализ приобретенных генов для основных групп наземных растений и харофитов (водорослей). Статья с результатами исследования опубликована в журнале Molecular Plant.

«Наше исследование меняет традиционный взгляд на эволюцию наземных растений, — комментирует Цзиньлин Хуан (Jinling Huang), автор работы, биолог из Университета Восточной Каролины (США), а также сотрудник Университета Хэнаня и Института ботаники Куньмина (Китай). — Я подозревал, что горизонтальный перенос генов помог растениям выйти из воды на сушу, но до сих пор мы не знали, насколько большую роль он играет».

Обычно гены сложных организмов-эукариот передаются только посредством вертикального переноса генов — от родителей к потомству. При этом в отдельных генах могут происходить мутации, приводящие к появлению новых признаков и свойств. Но Хуан и его коллеги, в том числе специалист по биологии растений Чун-Пэн Сон (Chun-Peng Song) из Университета Хэнаня, обнаружили в предыдущих исследованиях доказательства того, что ГПГ у растений может быть обычным явлением.

Краткая схема с указанием количества событий горизонтального переноса генов у 12 репрезентативных видов харофитовых водорослей и наземных растений. (А) Цифры в овалах представляют собой семейства генов, переданные предкам отдельных групп, а числа в квадратах представляют собой семейства генов, переданные видам из выборки. / © Ma J., et al., Molecular Plant, 2022

Чтобы изучить роль ГПГ в эволюции растений, исследователи изучили геномы 31 вида из всех основных групп растений, включая мхи, папоротники, травы, пасленовые, семенные растения, а также харофитовых водорослей. Последние представляют собой отдел зеленых растений, родственных современным наземным высшим растениям и зеленым водорослям (низшие растения).

После анализа геномов китайские ученые обнаружили, что почти 600 семейств генов современных растений — гораздо больше, чем считалось — были получены в результате ГПГ. В основном это гены, приобретенные от бактерий и грибов, но встречаются также вирусные последовательности.

Кроме того, команда определила два основных эпизода ГПГ в истории эволюции харофитовых водорослей и происхождения наземных растений, когда более сотни семейств генов перешли от микроорганизмов к растениям. Многие из приобретенных генов участвуют в выполнении важных биологических функций у растений: стрессовых реакциях, транспорте ионов и метаболитов, росте, развитии и метаболизме.

«Наше открытие предполагает, что ГПГ играет значительную роль в эволюции наземных растений. По сравнению с мутациями в результате вертикального переноса генов ГПГ позволяет растениям быстро приобретать новые черты, и некоторые из этих новых черт могут помочь растениям адаптироваться к совершенно другой среде: например, когда они перешли из воды на сушу», — подытожил Хуан.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
6 часов назад
Александр Березин

Пока премьер-министр Армении Никол Пашинян считает, что гражданам его страны надо отказаться от претензий на ранее населенные ими земли в современной Турции, Азербайджан на государственном уровне действует «исторически проактивно» — противоположным образом. Там есть и «Общество Западного Азербайджана», и даже канал «Западный Азербайджан ТВ». Находятся желающие назвать азербайджанцев преемниками кавказских албанов и даже заявить претензии на земли к западу от Азербайджана, где находится современная Армения. Разбираемся, насколько все это правда и есть ли этому научные обоснования?

Позавчера, 12:22
Алиса Гаджиева

Авторы нового междисциплинарного исследования выяснили, как распределялись ресурсы в сообществе земледельцев и скотоводов одной из альпийских долин семь тысяч лет назад.

Вчера, 15:01
Юлия Трепалина

Персональные рекомендации на основе результатов генетического анализа, оценивающего индивидуальные особенности метаболизма алкоголя, способны побудить выпивающих молодых людей существенно ограничить вредную привычку. Это показал недавний эксперимент японских исследователей.

6 часов назад
Александр Березин

Пока премьер-министр Армении Никол Пашинян считает, что гражданам его страны надо отказаться от претензий на ранее населенные ими земли в современной Турции, Азербайджан на государственном уровне действует «исторически проактивно» — противоположным образом. Там есть и «Общество Западного Азербайджана», и даже канал «Западный Азербайджан ТВ». Находятся желающие назвать азербайджанцев преемниками кавказских албанов и даже заявить претензии на земли к западу от Азербайджана, где находится современная Армения. Разбираемся, насколько все это правда и есть ли этому научные обоснования?

11 июня
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

Позавчера, 12:22
Алиса Гаджиева

Авторы нового междисциплинарного исследования выяснили, как распределялись ресурсы в сообществе земледельцев и скотоводов одной из альпийских долин семь тысяч лет назад.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

George M
03.03.2022
-
0
+
Интересно.
интересно, как именно проходит перенос генов. я далеко не биолог, но было бы интересно прочитать объяснение
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: