Новое исследование использует последовательности ДНК для изучения ключевых событий эволюции растений

Ученые из Северной Америки, Европы и Китая опубликовали статью в Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывающую важные детали ключевых переходов в эволюции растительной жизни на нашей планете.

Вся растительная жизнь на Земле, от экзотических водорослей, мхов, папоротников и цветов до сельскохозяйственных культур, имеет общую историю длиной более миллиарда лет.

Исследование стало частью инициативы One Thousand Plants (1KP). Команда генерирует миллионы последовательностей генов от видов растений, охватывающих всё "зелёное древо жизни". Это позволяет прояснить сложные процессы, благодаря которым древние водоросли эволюционировали в наземные растения с адаптациями для конкуренции за свет, воду и питательные вещества почвы.

Ключевые выводы:

• Исследование, по словам ведущего автора Норма Уиккетта, подобно "машине времени", позволяющей увидеть переход от древних водорослей к разнообразию современных растений.
• Колонизация суши растениями около 450 миллионов лет назад навсегда изменила мир. Данные работы дают новое понимание взаимоотношений между ныне живущими растениями.
• Быстрое изменение структур растений по мере их распространения по Земле привело к возникновению множества новых видов. Данные также помогают лучше понять происхождение основных линий растений, включая цветковые и голосеменные (например, сосны).

Практическое значение:

• Исследование выявило ранее неизвестные молекулярные особенности некоторых видов растений, которые могут найти применение в медицине и промышленности.
• Например, новые белки водорослей, идентифицированные в данных последовательностей, используются для изучения работы мозга млекопитающих.
• Успех проекта 1KP вдохновил на запуск аналогичных инициатив по изучению 1000 видов для других организмов, таких как насекомые, птицы и рыбы.

Методология и инфраструктура:

• Для хранения и анализа огромных массивов генетических данных потребовались значительные вычислительные мощности, предоставленные iPlant Collaborative, Texas Advanced Computing Center, Compute-Calcul Canada и China National GeneBank.
• Для анализа масштабных наборов данных, которые были слишком велики для существующих статистических методов, были разработаны новые, более точные вычислительные подходы.
• Результаты и репозитории последовательностей находятся в открытом доступе, что описано в сопутствующей статье в GigaScience.

Исследователи надеются, что их работа не только поможет понять происхождение и развитие растительной жизни, но и предоставит научному сообществу новую основу для изучения эволюции в целом.