ДНК проби от едно от най-големите и най-стари растения в света - трепетликата (Populus tremuloides) в Юта, наречена "Пандо", са помогнали на изследователите да определят възрастта му и разкриват данни за еволюционната му история.
Чрез секвениране на стотици проби от дървото изследователите установяват, че Пандо е на възраст между 16 000 и 80 000 години, потвърждавайки предишни предположения, че то е сред най-старите организми на Земята.
Те също така са успели да проследят моделите на генетични вариации, разпространени в дървото, които дават информация за начина, по който то се е адаптирало и еволюирало през целия си живот.
Откритията са публикувани на сървъра за препринтиране bioRxiv на 24 октомври. Работата все още не е рецензирана.
"Много е интересно да се изследва такъв емблематичен организъм", споделя съавторът Розен Пино (Rozenn Pineau), специалист по растителна еволюционна генетика в Чикагския университет в Илинойс. "Мисля, че е важно да се привлече вниманието на хората към природните чудеса на света".
Едно много голямо дърво
Пандо - чието име на латински означава "разпростирам се" - се състои от около 47 000 стъбла, които заемат площ от 42,6 хектара в резервата "Национална гора Фишлейк" в Юта.
Поради начина, по който растението се размножава, тази колекция от трепетлики всъщност е едно дърво, поддържано от една-единствена, огромна коренова система.
Пандо е триплоидно, което означава, че клетките му съдържат три копия на всяка хромозома, а не две. В резултат на това Пандо не може да се размножава по полов път и да смесва своята ДНК с тази на други дървета, а вместо това създава клонинги на себе си.
Въпреки че при този процес се получава генетично идентично потомство, то все пак може да натрупва генетични мутации, докато клетките му се делят. Биолозите се интересуват от тези вариации, тъй като те предоставят информация за това как се е променило растението след първото семенце. Някои проучвания изследват разпространението на нови мутации при растения и гъби, които се размножават чрез клониране, но малко от тях са изследвали вековни растения като Пандо.
С настъпването на есента в гората Фишлейк хиляди дървета от вида трепетлика се обагрят в яркочервени, жълти и оранжеви цветове. Пандо се състои от огромна коренова система с близо 50 000 клонирани стъбла, разположени на площ от над 40 хектара. Кредит: George Rose/Getty Images
Изследователите събират проби от корени, кора, листа и клони от всички клонинги на Пандо, както и от други, несвързани дървета трепетлика за сравнение. Те извличат ДНК от пробите, след което секвенират и анализират част от генома.
След като са премахнати вариантите, които са открити както в дървото Пандо, така и в съседните дървета, както и мутациите, открити само в една проба, изследователите са успели да прегледат близо 4000 генетични варианта, които са възникнали, докато Пандо се е клонирал многократно през хилядолетията.
Анализът на моделите на тези мутации разкрива изненадващи резултати.
"Човек би очаквал, че дърветата, които са пространствено близки, са по-близки и генетично", разказва Пино. "Но не открихме точно това. Открихме пространствен сигнал, но той е много по-слаб от това, което очаквахме."
Физически близките дървета наистина са споделяли повече сходни мутации от тези, които са били далеч едно от друго - но само малко повече. В по-малък мащаб от 1-15 метра обаче тенденцията е по-силна, като стъблата, които са били по-близо едно до друго, са имали значително повече общи мутации.
Пандо обхваща площ от над 40 хектара, "но изглежда почти като добре разбъркано гърне с генетична информация", посочва съавторът на изследването Уилям Ратклиф (William Ratcliff), еволюционен биолог в Технологичния институт на Джорджия в Атланта..
Защитен механизъм
Като въвеждат генетичните данни на Пандо в теоретичен модел, който очертава еволюционната линия на организма, изследователите оценяват и възрастта на Пандо. Според тях тя е между 16 000 и 80 000 години.
"Това прави Римската империя да изглежда като съвсем млада и скорошна", коментира Ратклиф.
Екипът разглежда и причините за забележителната издръжливост на дървото. Пино посочва, че триплоидността на Пандо може да доведе до "по-големи клетки, по-големи организми, по-добра физическа форма" и че съществуващите клонинги може да са по-издръжливи от новото смесено потомство.
Откритията подсказват, че "растенията и дърветата разполагат с механизъм за защита на генома" от натрупване на вредни генетични мутации - предположение, което е "доста интересно за много учени".
Бъдещите проучвания биха могли да потърсят точния механизъм на клетъчно ниво.
Справка: Pineau, R. M. et al. Priprint at bioRxiv https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.19.619233v2 (2024).
Източник: The world’s oldest tree? Genetic analysis traces evolution of iconic Pando forest, Nature
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари