Учёные раскрыли ДНК-тайну дерева - ровесника динозавров
Воллемия благородная в ботаническом саду. Франкфурт-на-Майне, Германия
Считалось, что воллемия вымерла два миллиона лет назад, пока её не открыла заново группа туристов – это случилось в 1994 году. Теперь учёные расшифровали геном дерева.
В 1994 году туристы обнаружили группу странных деревьев – они росли в каньоне глубиной более 500 метров национального парка Воллеми, примерно в 100 км от Сиднея в Австралии. Один из них рассказал о находке сотруднику службы парка, который затем показал образцы листьев ботанику. В итоге было установлено, что листья принадлежат древнему виду дерева, «застывшему» во времени с тех самых пор, как динозавры бродили по Земле.
Воллемия благородная (Wollemia nobilis), которую некоторые называют «живым ископаемым», почти идентична сохранившимся останкам, датируемым меловым периодом (145-66 миллионов лет назад).
Точная копия окаменелости экземпляра воллемии возрастом 90 миллионов лет
Сейчас в дикой природе насчитывается всего 60 таких деревьев, и им угрожают частые лесные пожары, которые бушуют в регионе. Воллемия является одним из самых древних растений на Земле, она была распространена в юрский период.
Теперь учёные из Австралии, США и Италии расшифровали геном дерева, пролив свет на его уникальную эволюцию и репродуктивные привычки.
У хвойного дерева 26 хромосом, содержащих невероятное множество – 12,2 миллиарда – пар оснований. Для сравнения, у людей всего около 3 миллиардов пар оснований. Несмотря на размер генома, деревья имеют чрезвычайно низкое генетическое разнообразие, что позволяет предположить, что они существовали в ограниченном ареале.
Воллемия – хвойное дерево, считавшееся вымершим до 1994 года, когда на него наткнулись туристы
Действительно, растения не обмениваются большим количеством генетического материала, они клонируют сами себя, отростки вырастают из основания и становятся новыми деревьями.
Их редкость может быть частично связана с большим количеством транспозонов, или «прыгающих генов» – участков ДНК, которые могут менять свое положение в геноме. Эти элементы также определяют размер генома.
«Геном самого крошечного растения и геном высочайшего растения имеют почти одинаковое количество генов. Различия в размерах обычно происходят из-за транспозонов», – сообщил Джеральд Шенкнехт, директор программы исследования генома растений Национального научного фонда.
По мере того, как транспозоны перемещаются в новые места, они могут изменять последовательность «букв» в молекуле ДНК, тем самым вызывая или обращая вспять мутации в генах. Они могут нести с собой функциональную ДНК или изменять ДНК в месте вставки и, таким образом, оказывать существенное влияние на эволюцию организма.
По словам исследователей, если транспозоны вызвали вредные мутации, они, возможно, и способствовали сокращению популяции воллемии несколько тысяч лет назад.
Поскольку увеличение количества транспозонов коррелирует с половым размножением, переход к бесполому размножению мог снизить потенциальное количество вредных мутаций. Парадоксально, но хотя деревья все ещё зависели от полового размножения, транспозоны, возможно, сыграли роль в увеличении генетического разнообразия и, таким образом, по крайней мере временно, сделали их более устойчивыми к изменяющимся условиям климата.
Описание дерева:
Вечнозелёное дерево высотой 25—40 м. Ветви первого порядка почти никогда не образуют боковых побегов. Побеги первого порядка заканчиваются мужской или женской шишкой. После созревания семян ветка отмирает. То же происходит и с ветками, которые не образовали шишек. Новые ветви образуются из спящих почек на главном стволе. Кора коричневая губчатая, пробкообразная.
Листья плоские, длиной 3—8 см, шириной до 0,5 см. Расположены спирально, но сдвинуты так, что образуют два или четыре ряда. Цвет изменяется от зеленовато-лимонного у молодых деревьев до оливково-жёлтого у взрослых. Зрелые листья плотные, восковидные.
Женские шишки — светло-зелёные, мужские — коричневые цилиндрические.
Молодая мужская шишка
Молодая женская шишка
Сохранение вида:
В целях сохранения вида ботаники национального парка Воллеми организовали продажу специально выращенных воллемий через аукцион. В 2005 году на первом аукционе в Сиднее было продано 292 дерева, цена составила от 2000 до 7000 австралийских долларов за ствол.
Вид занесён в Красную книгу.
Воллемия из семян
