• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
2 марта
Даниил Сухинов
2
3 963

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

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
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Вчера, 18:08
Александр Березин

Хотя исследователи полагают, что им был Homo sapiens, новые данные вполне совместимы и с другими видами людей.

Вчера, 17:57
Александра Медведева

Американские астрономы установили, что карликовые галактики гораздо чаще, чем думали ученые, содержат в своем центре массивные черные дыры. Результаты их исследования позволят лучше понять историю сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

22 мая
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

03.03.2022
-
0
+
Интересно.
интересно, как именно проходит перенос генов. я далеко не биолог, но было бы интересно прочитать объяснение
Подтвердить?
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: