Долгоживущие деревья играют большую роль в создании генетического разнообразия

Исследование взаимосвязи между скоростью роста тропических деревьев и частотой накопления генетических мутаций показывает, что старые, долгоживущие деревья играют большую роль в создании и поддержании генетического разнообразия, чем короткоживущие.

Исследование, опубликованное в eLife, предоставляет убедительные доказательства того, что виды деревьев приобретают мутации с одинаковой годовой скоростью, независимо от деления клеток и скорости их роста.

Ключевой вопрос и метод

Чтобы понять, как возникают соматические мутации в тропических экосистемах, ученые сравнили их скорость и паттерны у двух видов деревьев с центрального Борнео:

  • Медленнорастущая Shorea laevis (S. laevis)
  • Быстрорастущая S. leprosula (растет более чем в три раза быстрее)

Для анализа были собраны 32 образца ДНК из листьев и стволов. Средний возраст S. laevis составил 256 лет, S. leprosula — 66 лет. Мутации идентифицировали с помощью секвенирования PacBio RS II и Illumina.

Основные результаты

  1. Большинство мутаций были уникальны для одной ветви, но некоторые обнаруживались в нескольких, что указывает на их передачу в процессе роста.
  2. В обоих видах наблюдалось линейное увеличение числа мутаций с физическим расстоянием между ветвями.
  3. Скорость мутаций на метр была в среднем в 3.7 раза выше у медленнорастущей S. laevis.
  4. Однако скорость мутаций в год у двух видов оказалась равной. Это указывает, что соматические мутации накапливаются подобно «часам» по мере старения дерева, независимо от скорости репликации ДНК и роста.

Значение и выводы

  • Соматические мутации в пределах особи нейтральны, но те, что передаются следующему поколению, подвергаются сильному естественному отбору.
  • Мутации накапливаются со временем, поэтому более старые деревья вносят больший вклад в создание генетической изменчивости и адаптацию вида к среде.
  • Угрозы тропическим лесам Юго-Восточной Азии (изменение климата, вырубка) делают роль долгоживущих деревьев в поддержании генетического разнообразия этих систем особенно важной.
2023-06-06