Эпигенетические часы растений: новый инструмент для датировки эволюции
Международная команда учёных из Технического университета Мюнхена, Университета Джорджии и Центра океанических исследований GEOMAR в Киле обнаружила, что у растений существуют эпигенетические часы, которые точно отсчитывают время на протяжении многих поколений. Это открытие, опубликованное в журнале Science, позволяет датировать эволюционные события с разрешением от десятилетий до столетий — точностью, недостижимой для традиционных часов на основе мутаций ДНК.
Как были обнаружены часы
Первое свидетельство появилось при изучении 300-летнего тополя. Учёные сопоставили данные о метилировании ДНК (химической модификации, лежащей в основе эпигенетики) на разных ветвях с данными о годичных кольцах. Для одной ветви, возраст которой не удалось определить традиционным бурением, он был точно предсказан исключительно по данным метилирования.
Экспериментальное подтверждение
Исследование экспериментально подтвердило, что эпигенетические часы воспроизводят известное время расхождения внутривидовых эволюционных деревьев у двух модельных растений:
- A. thaliana (самоопыляющееся растение семейства капустных).
- Z. marina (морская трава, размножающаяся клонально).
Учёные проанализировали метиломы ДНК сотен особей A. thaliana, выращенных в течение до 32 поколений из дикого типа в разных условиях или из природных штаммов. Была выявлена подгруппа «часовых» эпимутаций, точно предсказывающих время в известной родословной.
Точность нового метода
Эпигенетические часы оказались точнее молекулярных часов на основе мутаций ДНК при датировке недавно (около 140 лет назад) расселившейся в Северной Америке популяции A. thaliana.
Значение открытия
Новые часы позволяют решать сложные микроэволюционные вопросы, такие как:
- Определение времени интродукции инвазивных видов.
- Оценка последствий человеческой деятельности со времён индустриализации.
- Определение возраста очень крупных клонов папоротников, тростника или морских трав, что было давней загадкой.