Геномы печёночников раскрывают секреты завоевания суши растениями

Более 450 миллионов лет назад растения начали переход из воды на сушу. Среди первых пионеров были предки скромных печёночников (hornworts), сохранившихся до наших дней. Новое исследование раскрывает детали их генетических "чертежей", проливая свет на эволюцию растений.

"Мы начали с расшифровки геномов десяти видов печёночников, представляющих все известные семейства этой группы", — сообщил Питер Шафран, первый автор исследования. "Мы обнаружили неожиданное: печёночники сохранили удивительно стабильные хромосомы, несмотря на раздельную эволюцию более 300 миллионов лет".

В отличие от многих растений, печёночники не переживали дупликации всего генома. Это привело к стабильности "аутосом" — хромосом с основной генетической информацией, которые остались относительно неизменными.

Однако не все части генома статичны. Исследование выявило наличие "акцессорных хромосом" — дополнительного генетического материала, не являющегося необходимым для выживания, но способного давать преимущества. Эти хромосомы гораздо более динамичны, быстро эволюционируют и варьируются даже внутри отдельных растений. Также в некоторых видах были идентифицированы потенциальные половые хромосомы.

Исследование, опубликованное в Nature Plants, также дало новую информацию о генах, связанных с:

Эти данные помогают понять, как ранние наземные растения адаптировались к новой среде.

Благодаря масштабному генетическому исследованию печёночники стали наиболее полно секвенированной группой растений относительно общего числа их видов.

Создав комплексный "пан-филум" набор данных по печёночникам, исследователи получили ресурс для понимания эволюции жизни на Земле. Это может дать представление о будущей адаптации растений к изменениям среды и помочь в создании более устойчивых сельскохозяйственных культур.

"Наше исследование показывает важность изучения разнообразных организмов, а не только известных модельных видов", — отметил ведущий автор Фэй-Вэй Ли. "Расширяя знания о печёночниках, мы получаем более полную картину эволюции растений и невероятного разнообразия жизни".