Полиплоидия и возникновение эндемичной флоры Италии

Растения и животные различаются не только внешне, но и на клеточном уровне, в частности, в ядре. В ядрах клеток содержится ДНК, которая во время деления клетки конденсируется в хромосомы. Их количество специфично для каждого вида. У животных число хромосом варьируется в относительно небольшом диапазоне (от 2 до 296; у человека — 46), в то время как у некоторых растений их может быть более 1000. Например, тропический папоротник Ophioglossum reticulatum имеет 1440 хромосом в вегетативных клетках.

Высокое число хромосом обычно связано с полиплоидией — наличием более двух гаплоидных наборов хромосом. В этом исследовании была проанализирована изменчивость числа хромосом у эндемичных растений Италии. Эндемики — это виды, уникальные для определённой географической области, где они возникли в результате географической или репродуктивной изоляции. Поскольку полиплоидия сама может приводить к репродуктивной изоляции, учёные изучили, в какой степени этот процесс участвовал в эволюции эндемиков итальянской флоры.

Используя данные онлайн-базы "Chrobase.it", исследователи установили, что число хромосом известно примерно для 55% эндемичных видов. Статистический анализ этих данных показал, что на эндемики и виды с более широким ареалом действовали сходные эволюционные тенденции. На основе оценок для части данных также было показано, что подавляющее большинство (свыше 70%) итальянских эндемиков являются диплоидами. Исследование опубликовано в журнале открытого доступа Comparative Cytogenetics.

Интригующий результат был получен при сравнении числа видов с чётным уровнем плоидности (диплоидные, тетраплоидные, гексаплоидные и т.д.): оказалось, что эти параметры связаны экспоненциальной функцией. Это означает, что чем выше чётный уровень плоидности, тем реже он встречается в природе в виде отдельных видов.

Биологические последствия этого открытия пока не ясны и требуют дальнейшего изучения. Как минимум, это явление открывает новое направление исследований в цитогенетике, направленное на выяснение эволюционных механизмов, порождающих эти постоянные соотношения между возрастающими чётными уровнями плоидности.