Воллемия (Wollemia nobilis), найденная в парке Уоллеми в Австралии, почти в том же виде произрастала в меловой период (от 145 до 66 млн лет назад). Они должны были давно вымереть, но почему-то выжили. Сейчас в природе сохранилось около 60 таких растений. Ученые из Австралии, США и Италии смогли расшифровать геном воллемии и пролить свет на ее эволюцию и репродуктивные особенности.
У этого хвойного растения 26 хромосом с 12,2 млрд пар оснований (у человека всего около 3 млрд базовых оснований). Несмотря на размер генома, у воллеми крайне низкое генетическое разнообразие. Деревья воспроизводятся в основном клонированием. От этого в период от 10 до 26 тысяч лет назад этот вид чуть не вымер, а его численность существенно сократилась, пишет Life Science.
Небольшое количество воллемий может объясняться отчасти высоким числом транспозонов, длинных прыгающих генов, которые меняют свое расположение внутри генома. Перепрыгивая в новое место, они меняют последовательность «букв» в молекуле ДНК, вызывая или обращая мутации. Они могут переносить с собой функциональную ДНК или менять ДНК в месте вставки. Все это оказывает большое влияние на эволюцию организма.
В случае воллемии транспозоны, несмотря на свой в целом деструктивный характер, оказали виду услугу, повысив его генетическое разнообразие и сделав его хотя бы временно устойчивым к меняющимся условиям.
«В 99% случаев мутации не самая лучшая идея, — сказал Джеральд Шонкнехт, директор программы исследования генома растений при Нацональном научном фонде. — Но за миллион лет один полезный процент может помочь виду. В данном случае он мог оказаться преимуществом».
Когда организмы передают свои гены будущим поколениям, они передают не только код, записанный в ДНК, а также химические маркеры, которые указывают клеткам, как использовать этот код. Этот процесс называется эпигенетическим наследованием и особенно распространен у растений. В новом исследовании ученые подробно описали этот механизм. Открытия в данной области могут иметь важное значение для сельского хозяйства, продовольственной безопасности и окружающей среды.
