Duboka evoluciona istorija najbližih srodnika kopnenih biljaka među algama

Genomski podaci otkrivaju skriveni diverzitet i drevno evoluciono širenje algi povezanih sa prvim biljkama.

Kako su izgledale alge iz kojih su nastale prve kopnene biljke? Istraživački tim pod vođstvom Univerziteta u Getingenu je detaljno ispitao jednu od najvažnijih grupa za odgovor na ova pitanja - Zygnematophyceae, najbliže žive srodnike kopnenih biljaka među algama.

Preporučujemo

Među njima su filamentozne alge poznatog izgleda kao što je Spirogyra, ali i mnoge druge koje se sastoje samo od jedne ćelije. Uprkos relativno jednostavnom izgledu, one su posebno važne za razumevanje evolucije biljaka zbog svog bliskog srodstva sa kopnenim biljkama.

Istraživači su analizirali skup podataka koji obuhvata više od 100 vrsta i 2.000 gena da bi rasvetlili evoluciju višećelijskog organizma.

Prethodne studije su utvrdile da su Zygnematophyceae najbliži živi algalni srodnici kopnenih biljaka, ali su evolucione veze ostale teške za otkrivanje pošto su genomski podaci bili dostupni za samo mali broj vrsta.

Da bi to rešili, istraživači su generisali 43 nova transkriptoma – kolekcije gena koji su aktivni u ćelijama – iz sojeva koji predstavljaju širok spektar zignematofitskog diverziteta. Ovi podaci su kombinovani sa javno dostupnim sekvencama da bi se dobio skup podataka koji obuhvata više od 100 vrsta i 2.000 gena.

Analiza ukazuje da je zajednički predak svih Zygnematophyceae verovatno bio jednoćelijska alga. Filamentozni rast je kasnije evoluirao nekoliko puta nezavisno. Ovo sugeriše da višećelijski rast kod ovih algi nije nastao putem jedne evolucione tranzicije, već se više puta iznova pojavljivao iz jednostavnijih predačkih oblika.

„Mnogi zignematofiti samo izgledaju jednostavno, ali njihovi genomi otkrivaju izuzetno duboku i složenu evolucionu istoriju i diverzitet. Počinjemo da vidimo evolucione događaje koji ostaju nevidljivi kad proučavamo samo nekoliko tipskih vrsta“, kažu istraživači.

„Ove alge poseduju gene koji su deo onoga što nazivamo 'nasleđem kopnenih biljaka'. Oni pokazuju da neke od molekularnih komponenti povezanih sa važnim funkcijama biljaka imaju mnogo dublju evolucionu istoriju nego same kopnene biljke. Istovremeno, njihova distribucija širom loza algi pokazuje da je ovaj evolucioni skup alata bio dinamičan“.

Nalazi demonstriraju zašto evolucione studije o najbližim algalnim srodnicima kopnenih biljaka zahtevaju opsežno uzorkovanje. Iako studija daje znatno proširen okvir, ipak predstavlja samo delić od više od 4.000 opisanih vrsta zignematofita.

Studija daje mnogo bolju mapu evolucionog pejzaža oko porekla kopnenih biljaka. Što više diverziteta uključimo, više vidimo da evolucija nije bila prost napredak od jednoćelijskih algi ka sve složenijim biljkama, kažu istraživači.

Umesto toga, različite loze su eksperimentisale sa različitim oblicima tela i molekularnim rešenjima tokom stotina miliona godina. Razumevanje tog diverziteta je bitno za rekonstrukciju biologije algi iz kojih su nastale kopnene biljke.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)