Необычное генетическое путешествие плаунов: окно в эволюцию растений

Международная команда исследователей обнаружила удивительный генетический феномен у плауновидных (lycophytes) — одних из древнейших наземных растений, родственных папоротникам. Их исследование, опубликованное в журнале PNAS, показывает, что эти растения сохраняли неизменную структуру генома на протяжении более 350 миллионов лет, что является значительным отклонением от нормы.

«Исключительно медленный темп геномной эволюции отличает эти растения», — заявил старший автор исследования, профессор Института Бойса Томпсона доктор Фэй-Вэй Ли.

Гомоспоровые плауны демонстрируют необычайную геномную стабильность. Учёные секвенировали геномы двух видов: Huperzia asiatica и Diphasiastrum complanatum, которые разошлись от общего предка около 350 миллионов лет назад.

Оказалось, что около 30% их генов сохранили исходное расположение с момента дивергенции, демонстрируя необычную эволюционную закономерность — синтению.

«Это исследование открывает окно в прошлое, показывая, насколько стабильным был генетический состав этих растений», — отметил соавтор работы доктор Ли Ван.

Также учёные обнаружили необычно высокую ретенцию (сохранение) дублированных копий генов после событий дупликации всего генома. Обычно большинство дубликатов быстро теряется в процессе диплоидизации.

Однако гомоспоровые плауны часто сохраняли оба набора генов с минимальными изменениями даже после сотен миллионов лет эволюции.

«То, что гомоспоровые плауны сохранили так много дублированных генов и такую высокую синтению, увлекательно и немного удивительно. Это не совсем вписывается в наши традиционные представления о реорганизации геномов после масштабной дупликации», — пояснил соавтор исследования доктор Дэвид Уикелл.

Дальнейшее изучение этих растений может дать новые ключи к пониманию генетики и эволюции всех наземных растений и подчёркивает важность сохранения биоразнообразия.