Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.03.2022
Даниил Сухинов
2
4 116

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
Вчера, 17:40
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

Позавчера, 08:19
Анна Новиковская

Согласно исследованию американских ученых, съесть одну форель, выловленную в реках и озерах США, эквивалентно месячному употреблению воды, загрязненной «вечными химикатами».

Вчера, 10:53
Сергей Васильев

Компьютерное моделирование двойных систем продемонстрировало, что их планеты способны сохранять стабильные орбиты на протяжении миллиарда лет и даже более. Это повышает шансы на развитие жизни в мирах, напоминающих фантастический Татуин.

Вчера, 17:40
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

21 января
Сергей Васильев

Грибница вешенок оказалась усеяна крошечными отростками, заполненными мощным нейротоксином, который почти мгновенно парализует мелких червей. Ученым удалось выяснить, из чего состоит и как действует этот смертельный яд.

Позавчера, 08:19
Анна Новиковская

Согласно исследованию американских ученых, съесть одну форель, выловленную в реках и озерах США, эквивалентно месячному употреблению воды, загрязненной «вечными химикатами».

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[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: