Динамика эволюции генома определяет диверсификацию линий папоротников

Папоротники — вторая по видовому богатству группа наземных растений, идеально подходящая для проверки связи между разнообразием геномов и диверсификацией линий. Многие исследования выявили существенные различия в разнообразии геномов, однако папоротникам уделялось меньше внимания.

В исследовании, опубликованном в Annals of Botany, учёные из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук представили убедительные доказательства гипотезы о том, что диверсификация растительных линий формировалась динамикой эволюции их генома.

Исследователи реконструировали эволюционные паттерны размера генома во всей филогении папоротников. Они использовали параметры, связанные с количеством ДНК и её упаковкой в хромосомах (размер генома, число хромосом, среднее количество ДНК на хромосому), поместив их в филогенетическую схему с временной шкалой, чтобы прояснить динамику эволюции геномного пространства у папоротников.

С помощью филогенетических методов обобщённых наименьших квадратов учёные определили корреляции между числом хромосом и размером генома, видовым разнообразием и скоростями эволюционных преобразований.

Их de novo измерения для 233 видов, объединённые с ранее опубликованными значениями C-значения ДНК, значительно улучшили таксономический охват — примерно с 2,2% до 5,3%, включив 100% порядков и 50% родов папоротников.

Более того, было обнаружено существенное различие геномов между разными группами папоротников. Результаты также подтверждают прогноз о том, что изменения способов размножения меняют тренды эволюции генома.

«Впервые наши результаты выявили свидетельства тесной связи между динамикой эволюции генома и видовым разнообразием у папоротников», — заявил Тао Фудзивара, первый автор исследования.