Hi!请登陆

新研究揭示复杂的绿色生物出现于十亿年前

2024-2-12 19 2/12

哥廷根大学的一个研究小组正在领导一项有关多细胞出现的调查。在所有进行光合作用的生物中,陆生植物的身体最为复杂。这种形态是如何出现的呢?哥廷根大学领导的一个科学家小组深入研究了链格植物(包括陆地植物和许多绿藻)形态复杂性的进化史。

新研究揭示复杂的绿色生物出现于十亿年前

研究中调查的不同藻类的液体样本,全部储存在哥廷根大学的藻类培养收藏馆中。图片来源:Tatyana Darienko

他们的研究使他们能够回到过去,研究早在陆地植物出现之前就已出现的藻系。他们的研究结果修正了人们对一组丝状藻类陆地殖民者关系的认识,这些丝状藻类比陆地植物还要古老得多。利用现代基因测序数据,研究人员将多细胞性的出现时间精确到了近十亿年前。研究结果发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上。

这项研究的重点是藻类Klebsormidiophyceae,这是一类以能够在全球不同生境定居而闻名的绿藻。研究小组进行了广泛的取样,调查了从溪流、河流和湖岸到沼泽、土壤、天然岩石、树皮、酸性采矿后场地、沙丘、城市墙壁和建筑物外墙等各种栖息地。

新研究揭示复杂的绿色生物出现于十亿年前

丝状藻类 Klebsormidium crenulatum 的显微镜图像,这是一种陆栖藻类,由于细胞壁很厚,因此具有很强的抗干燥能力。(比例尺为 10 微米,相当于 0.01 毫米)。图片来源:Tatyana Darienko

哥廷根大学微生物学和遗传学研究所的塔季扬娜-达连科博士说:"这些微小健壮的小生物在形态上具有如此高的多样性,而且还能很好地适应有时非常恶劣的生活环境,这真是令人着迷。"

这次全面采样的目的是绘制克雷伯虫藻的全球分布图,强调它们的适应性、生态意义和隐藏的多样性。根据化石校准的遗传数据,研究人员进行了"分子钟分析"。

在深入研究Klebsormidium藻复杂的进化史时,研究人员面临着使用传统标记解析系统发育关系的挑战。为了克服这一难题,他们采用了从来自不同大陆和栖息地的 24 个分离物的转录组中获得的数百个基因。

莱布尼兹生物多样性变化分析研究所的 Iker Irisarri 博士解释说:"我们的方法被称为系统发生组学,是通过考虑整个基因组或基因组的大部分来重建进化史。这种极其强大的方法可以非常精确地重建进化关系"。

新研究揭示复杂的绿色生物出现于十亿年前

多细胞藻类 Streptosarcina arenaria 的显微镜图像,它是另一种陆生藻类,栖息于干旱和热带地区。(比例尺为 10 微米,相当于 0.01 毫米)。图片来源:Tatyana Darienko

他们的研究揭示了一种新的生命系统发生组学树,该树分为三个纲。哥廷根大学应用生物信息学博士研究员 Maaike Bierenbroodspot 说:"对系统发生组框架和分子时钟的深入研究揭示了 Klebsormidiophyceae 的远古祖先--一个在数百万年前茁壮成长的多细胞实体,其后代在 8 亿多年前开始分成三个不同的分支。"

这些结果被用来探索链格藻多细胞性的进化历史。研究表明,陆生植物、其他链格藻和Klebsormidiophyceae藻的古老共同祖先已经是多细胞的。哥廷根大学微生物学和遗传学研究所的 Jan de Vries 教授总结道:"这一发现揭示了链格藻多细胞性的遗传潜力,表明这一关键特征起源于近十亿年前的远古时代。"

编译来源:ScitechDaily