地球上最大的基因組被揭露,這是一個很大的驚喜
一種只生長在一個偏遠的太平洋島嶼上的小型、看似不起眼的蕨類植物周五被加冕為吉尼斯世界紀錄保持者,因為它擁有地球上所有生物中最大的基因組。
新喀里多尼亞蕨類植物,Tmesipteris oblanceolata(卵形鱗翅目),其細胞核中含有的DNA是人類的50倍以上。
科學(xué)家在一項新的研究中說,如果來自蕨類植物細胞之一的DNA(只有幾分之一毫米寬)被解開,它將延伸到106米(350英尺)。
直立起來,DNA會比倫敦著名的大本鐘的塔樓還要高。
蕨類植物的基因組重量高達160千兆堿基對(Gbp),這是DNA長度的測量值。
這比之前的紀錄保持者日本開花植物巴黎粳稻大了7%。
人類基因組是相對微不足道的 3.1 Gbp。
如果我們的DNA被解開,它將有大約兩米長。
該研究的合著者、英國皇家植物園邱園的研究員伊利亞·萊奇(Ilia Leitch)告訴法新社,該團隊“非常驚訝地發(fā)現(xiàn)了比巴黎粳米".
“我們以為我們已經(jīng)達到了生物極限。我們真的在推動生物學(xué)的極端,“她說。
這種蕨類植物長到5到10厘米高,只在新喀里多尼亞發(fā)現(xiàn),新喀里多尼亞是法屬太平洋地區(qū),最近發(fā)生了動蕩。
研究團隊的兩名成員于 2023 年前往主島 Grand Terre,并與當?shù)乜茖W(xué)家合作進行這項研究,該研究發(fā)表在該雜志上iScience的.
吉尼斯世界紀錄授予蕨類植物夢寐以求的“最大基因組稱號”。
吉尼斯世界紀錄總編輯亞當·米爾沃德(Adam Millward)說,“這種看起來無害的”蕨類植物的勝利表明,“紀錄保持者并不總是外表最炫耀的”。
基因組又是什么?
據(jù)估計,人類體內(nèi)有超過 30 萬億個細胞。
在這些細胞中,每個細胞中都有一個含有DNA的細胞核,這就像“一本指示書,告訴像我們這樣的生物體如何生活和生存”,Leitch解釋說。
生物體的所有DNA都稱為其基因組。
到目前為止,科學(xué)家們已經(jīng)估計了大約20,000種生物的基因組大小,這只是地球上生命的一小部分。
在動物中,大理石肺魚最大,有 130 Gbp。
雖然植物擁有最大的基因組,但它們也可能具有令人難以置信的小基因組。肉食性金黃色葡萄球菌的基因組僅為 0.06 Gbp。
但是,我們?nèi)祟愒趯⒆约号c強者進行比較時不必感到不足T. oblanceolata(卵形錐蟲).
所有證據(jù)表明,擁有龐大的基因組是一個劣勢,Leitch說。
你擁有的DNA越多,你的細胞需要越大才能將其全部擠進去。
對于植物來說,更大的細胞意味著葉子的孔隙必須更大,這會使它們生長得更慢。
制作所有這些DNA的新副本也更加棘手,從而限制了它們的繁殖能力。
這意味著在生長緩慢的多年生植物中可以看到最大規(guī)模的基因組,這些植物不容易適應(yīng)逆境或與競爭抗衡。
因此,基因組大小會影響植物的反應(yīng)氣候變化,改變土地利用和人類造成的其他環(huán)境挑戰(zhàn),Leitch說。
這些DNA有什么用?
在某個地方可能還有更大的基因組,但萊奇認為這種蕨類植物一定接近極限。
“我無法理解擁有所有這些DNA的生物體是如何真正發(fā)揮作用的,”她說。
她承認,科學(xué)家們不知道大多數(shù)DNA在如此巨大的基因組中的作用。
有人說其中大部分是“垃圾DNA”。
“但這可能是我們自己的無知。也許它確實有功能,我們還沒有找到它,“Leitch說。
愛荷華州立大學(xué)(Iowa State University)的植物學(xué)家喬納森·溫德爾(Jonathan Wendel)沒有參與這項研究,他同意蕨類植物含有多少DNA,這“令人驚訝”。
但他告訴法新社,這只是“代表第一步”。
“一個巨大的謎團是所有這些變異的意義——基因組是如何生長和縮小的,這些現(xiàn)象的進化原因和后果是什么?”
?法新社
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