Strange Tree Fern har ett förvånansvärt enormt genom


Ormbunkar är konstiga. De är gröna och lummiga som andra skogsväxter, men de reproducerar sig mer som svampar gör – genom att släppa ut moln av sporer. Många arter behöver inte en partner för befruktning, till skillnad från de flesta av deras fröbärande kusiner. Nyligen genomförda studier uppskattar att ormbunkar splittrades från fröbärande växter för cirka 400 miljoner år sedan.

Och ormbunksgenom är förbluffande stora. Trots ormbunkars unika fysiologi och deras förhållande till fröväxter har dock dessa märkliga genom till stor del försummats av forskare. Tills nyligen var endast två (relativt små) ormbunkegenom fullständigt sekvenserade, jämfört med mer än 200 blommande växtgenom. Nu har det första fullständiga trädormbunkegenomet framgångsrikt sekvenserats – det från den flygande spindel-apornas trädormbunke – vilket antyder hur dessa märkliga växter samlat på sig en så enorm uppsättning gener.

“Om du vill förstå ursprunget till frön eller blommor är ormbunkar en mycket viktig jämförelse att göra”, säger Fay-Wei Li, en ormbunkebiolog vid Boyce Thompson Institute vid Cornell University och medförfattare till den nya studien, publicerad i Natur Växter. “Men det jag verkligen vill veta är varför ormbunkens genom är så jävla stort.”

Lis team fann att den palmformade ormbunken har mer än sex miljarder DNA-baspar, en miljard mer än det genomsnittliga genomet för blommande växter (människor, i jämförelse, har cirka tre miljarder par). Den nya analysen tyder på att en förfader till denna ormbunke för mer än 100 miljoner år sedan duplicerade hela genomet – ett replikationsfel som är vanligt hos växter, säger Li.

Men det är inte klart varför trädormbunkar skulle behålla så mycket genetiskt material; de flesta blommande växter återgår till smalare genom efter dupliceringar. Den här arten kan hamstra kromosomer, säger Li: “Jag kallar detta för Marie Kondo-hypotesen. Kromosomerna väcker glädje för ormbunkar, men de väcker inte glädje för fröväxter.” För växter som förökar sig asexuellt, säger han, kan ett stort genom lägga till möjligheter för fördelaktiga mutationer att uppstå samtidigt som de buffrar från oönskade. Ormbunkar är också långlivade, så de utvecklas långsammare, vilket kan ha bidragit till det kvarhållna genetiska materialet.

Med hjälp av det fullt sekvenserade genomet fann forskarna också vilka gener som bygger ormbunkens ovanliga stamliknande stam – en värdefull inblick i hur nyckelegenskaper utvecklades i stamväxter, säger Jan de Vries, en växtevolutionär biolog vid universitetet i Göttingen i Tyskland, som var inte involverad i studien. “Evolution är en pysslare. Att belysa vilka fungerande molekylära program som har utvecklats berättar för oss vad som är biologiskt möjligt och var begränsningarna finns, säger han. “Med hjälp av denna kunskap kan vi börja mixtra oss själva för syntetiska biologiska ändamål.”

Leave a Comment

Your email address will not be published.