当前位置: 主页 > 神经科学 > 遗传与演化

神秘深海海藻改写绿色植物进化史

2016-05-11 22:27 Frederik Leliaert, B 科学报告 阅读 0
核心摘要: 研究发现,一种神秘的深海海藻Palmophyllales在约5.4亿年前与绿色植物家族的其他成员分道扬镳,并独立进化出复杂结构。这一发现颠覆了传统对植物界早期进化的认知,为理解绿色植物的演化历史提供了新的视角。

一种神秘的深海海藻在距今约5.4亿年前与绿色植物家族中的其他成员分道扬镳,并最终进化出了独立于其他所有海洋或陆地植物的复杂结构。这一发现颠覆了关于植物界早期进化的传统观点。

比利时根特大学的进化生物学家Frederik Leliaert表示:“人们总是假设,在绿色植物的家系中,所有的早期分支都是单细胞生物。但令人惊讶的是,在这些生物中,一种肉眼可见的海藻脱颖而出。”所有海藻的近亲都是单细胞浮游生物。研究人员在5月9日的《科学报告》上发表了这一研究成果。

这种被称为Palmophyllales的海洋生物此前仅有极少数物种描述。它们通常生存于海洋深处,距离海面至少80米以上。5年前,Leliaert与同事首次研究了这种生物的基因组。尽管其外观与许多绿藻相似,但这种深海绿藻最终被证明与任何其他绿藻或陆地植物的亲缘关系都非常遥远。科学家此前仅能确认其独特性。

如今,利用2010年“深水地平线”石油泄漏后在墨西哥湾获得的样本,研究人员绘制了这种神秘海藻在生命树上的位置。随着新一代测序技术价格下降——测定Palmophyllales叶绿体(植物细胞中产生能量的结构)的基因组约需8000美元——这项研究变得可行。有了更多基因数据,科学家能更好地将Palmophyllales与日益增长的绿藻集合进行比较,并利用系统发生软件精确定位其与其他物种分道扬镳的时间。

事实证明,这种深海海藻与其他绿色植物的分离发生在绿色植物自身分裂成两个主要谱系之后,当时绿色植物还是新出现的类群。美国加利福尼亚大学伯克利分校的植物学家Brent Mishler认为这项研究令人信服,它确定了物种间的相互关系。Mishler指出:“绿色植物是生命之树中最多样化的分支,拥有从单细胞浮游生物到红杉树的50万个物种。这篇论文为解释这个巨大而重要的世系如何起源作出了重要贡献。”

尽管Palmophyllales很早便与其他植物分离,但其宏观结构可能直到后期进化才成熟。Leliaert谨慎地将这种海藻称为“单细胞生物”,因为其细胞未分化且悬浮在硬胶中。然而,整个植物具有独特的结构,包括类似根的固着器、茎和叶片。科学家尚未搞清细胞间如何传递信息。

马里兰大学分子组织学家Charles Delwiche表示,这一研究表明人们对绿藻的了解多么有限,尽管正是这些植物最终导致了陆地植物的兴起。Delwiche也是资助该研究的“组装绿色藻类生命之树”计划的首席研究员之一。他说:“我们还需要在这些世系中进行更多抽样研究。我认为生命之树将更加繁茂。”

    发表评论