开花植物遍布全球或因“基因组瘦身”

2018-01-15 16:48:57 来源: 科技日报 作者: 刘霞

达尔文困惑的问题有新解

开花植物遍布全球或因“基因组瘦身”

科技日报北京1月15日电(记者刘霞)据英国广播公司(BBC)14日报道,开花植物为什么会后来居上超越蕨类植物等,传遍世界各地并成为最主要的陆生植物?这一问题曾让达尔文困惑不已。现在,美国微生物学家表示,“基因组瘦身”或是开花植物遍布地球的“秘密武器”。

1898年,查尔斯·达尔文在《物种起源》书中提出一个令他颇为不解的问题。他说,如果物种是逐渐演化的,那么,为什么在几十亿年的时间里,开花植物都不曾出现,而到了白垩纪时(距今1.4亿年左右,约恐龙大灭绝之后),开花植物突然大量出现了呢?现如今世界上有30万多种开花植物(被子植物),占所有存活植物物种的90%。

针对达尔文的这一“恼人之谜”,科学家争论多年。目前,加州大学旧金山分校的凯文·西莫宁和耶鲁大学的阿达姆·罗迪将开花植物的成功归功于其基因组的“瘦身”。

图片说明:开花植物是种类最丰富多样的陆生植物

图片来源:BBC官网

研究人员分析了伦敦皇家植物园的数百种植物——包括开花植物、松柏科、蕨类的基因组数据,接着比较了这些植物的基因组大小、叶片上毛孔的丰度等结构特征,随后表示,这些资料提供的“扎实证据”让他们得出了上述结论。

他们解释说,因为每个细胞必须含有植物基因组的拷贝,所以较小的基因组可使细胞变小,如果细胞变小,那么可以将更多细胞(如专门用于光合作用以及水和营养物质转运的细胞)装入给定体积的空间。另外,通过缩小每个细胞的大小,可使水和营养物质输送更有效,从而让其生长率达到最大。

他们表示,“基因组瘦身”仅发生在被子植物身上,而且,这是“陆生植物快速生长必备的前提条件”。当然,最新研究也提出了很多其他问题,比如,为什么开花植物比其它植物群体更能缩小基因组?为什么拥有更大基因组和细胞的蕨类植物和松柏类植物仍然存在?这些问题有待进一步研究解答。

责任编辑: 左瑾