Størrelsen af ​​genomet af bregner er ikke ændret 180 millioner år • Elena Naimark • Videnskabsnyheder om "Elementer" • Evolution, Paleontologi, Genetik

Størrelsen af ​​genomet af bregner er ikke ændret 180 millioner år

Osmunda asiatica (Osmundastrum), Asiatisk eller Kanel Osmund (Purest), er en af ​​de primitive bregner, der repræsenterer grundlaget for det fylogenetiske træ af ægte bregner. Foto fra cumauriceriver.org

Svenske forskere studerede i detaljer de forstenede bregner af en unik tilstand af bevarelse. Disse fossiler tilhører en af ​​de levende slægter. På grund af det faktum, at celler med kerner og kromosomer er helt synlige i de fossile rester, var det også muligt at estimere størrelsen af ​​genomet af de gamle repræsentanter for dette slægt. Han var omtrent den samme som de moderne slægtninge. Det betyder, at disse bregner i 180 millioner år har bibeholdt både specifikke eksterne egenskaber og mængden af ​​genetisk materiale uden at have mistet eller multipliceret. Dette eksempel på ekstrem evolutionær konservatisme vil give en mulighed for at forstå, hvorfor nogle organismer bremser deres evolutionære løbe, bliver til levende fossiler.

Geologer fra Lund Universitet og Svenske Naturhistoriske Museum i Stockholm præsenterede fantastiske data om strukturen af ​​fossile bregneceller i alderen 182 millioner år (forekomster af den lavere jura). De formåede ikke kun at overveje strukturen af ​​væv fra fossile bregner, men også hvad der er inde i cellerne.

De unikke detaljer i strukturen bevares takket være en ekstremt hurtig fossilisering. Resterne af planterne blev begravet i en meget porøs vulkansk jord. Hydrotermiske opløsninger mættet med calcium frit passeret gennem porerne i jorden. Derfor blev celler og vævsstrukturer erstattet af calciumsalte uden at have tid (eller endda at starte) for at nedbryde. En sådan konklusion blev gjort, fordi værtsrocken har en helt anden sammensætning. Den består af normale vulkanske mineraler – aluminosilicater med højt indhold af jern og magnesium. Det er klart, at mineraliseringen af ​​planterester ikke skyldtes den langsomme udvaskning af kationer og anioner fra forældrenes rock, men på grund af de allerede eksisterende mættede saltopløsninger. Paleontologer er heldige!

Da restene af bregner havde fuldstændig skelnelig cellulær og vævsmorfologi, kunne resultaterne bestemmes selv i slægten. De tilhører slægten Osmundastrum: Dette er det moderne slægte (eller undergenus, det kaldes "ren"), der ligger til grund for det fylogenetiske træ af ægte bregner (Osmundaceae). Dette er den slags stabile morfologi af disse renfarvede – 180 millioner år var ikke nok til at ændre det.

De vulkaniske klipper i Djupadal-pakken (af juraalder) er skjult af skovplantage. Det ser utrætteligt ud, men indeholder en rig kompleks af fossil flora. Foto fra atthetornquist.se

Men det er ikke alle: i disse prøver er kerner med nukleoler og cytoplasma med indeslutninger og organeller og cellulære og nukleare membraner synlige i cellerne. Nogle celler er "fanget" under celledeling: tætte kromosomer skelnes, kernemembraner (profase) opløses i andre celler, og kromosomer rager op langs den cellulære ækvator (metafase) eller divergerende kromosomer frøs halvvejs til cellepulerne (anafase). Der blev også fundet celler, der var i færd med apoptose: dette blev bedømt af cellernes kernekerners ejendommelige form. For os er bogstaveligt talt en "levende" fossil!

Til venstre: tværsnit af bernis-rhizomet af osmunda asiatiske; til højre: tværsnit af fossil jura bregner (skala længde 500 mikron). Billeder fra plantsystematics.org og fra den diskuterede artikel i Videnskab

En sådan fremragende konservering tillod at konkludere om det genetiske indhold af cellekerner. Desværre er det umuligt at komme til DNA fra disse bregner, men du kan estimere størrelsen af ​​deres genom. Forholdet mellem størrelsen af ​​kernen og mængden af ​​DNA er kendt.Derfor kan størrelsen af ​​kernen estimeres ud fra størrelsen af ​​kernen.

Afhængigheden af ​​kernens volumen på mængden af ​​DNA i cellerne i meristemskuddene. Planlæg fra I. Šimova, T. Herben, 2012. Geometriske begrænsninger af de urteagtige planter

Forskere målte nøjagtigt alle celleinterfasekernerne i meristemet, som blev fundet i prøven (deres diameter, omkreds, areal) og sammenlignet dem med de tilsvarende parametre i den moderne rene overflade. De var overraskende tætte.

Prøver af moderne (øverst til venstre) og fossil (nederst til venstre) Repræsentanter rent rent: de har ikke kun samme morfologi, men også kvantitative parametre for cellekerner: kernens omkreds (i centrum) og kernens afskæringsområde (til højre). Figur fra den diskuterede artikel i Videnskab

Dette betyder, at deres genomstørrelse var omtrent det samme som deres moderne slægtninge. I 180 millioner år har ikke kun morfologien ændret sig, men mængden af ​​genetisk materiale har forblevet det samme.

Ferns var ren ekstraordinære evolutionære slug. Er det muligt på grundlag af dette eksempel at anføre, at der ikke er nogen udvikling? Det er selvfølgelig umuligt, men dette eksempel giver en glimrende mulighed for at forstå, hvad levende fossiler er – stabile evolutionære relikvier.

Kilde: B. Bomfleur, S. McLoughlin, V. Vajda.Fossiliserede kerner og kromosomer afslører 180 millioner år genomisk Stasis i kongelige bregner // Videnskab. 2014. V. 343, s. 1376-1377.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: