В 1994 году туристы обнаружили группу странных деревьев в каньоне национального парка Воллеми, примерно в 100 километрах к западу от Сиднея (Австралия). Выяснилось, что это древний вид, который живет в неизменном виде с тех пор, как по Земле бродили динозавры. Эта сосна Воллеми (Wollemia nobilis) почти идентична сохранившимся останкам, датируемым концом мелового периода — 66 миллионов лет назад. Сейчас в дикой природе насчитывается всего 60 таких деревьев (и этим стойким выжившим угрожают лесные пожары).
Ученые из Австралии, США и Италии расшифровали геном дерева, проливая свет на его уникальную эволюцию и репродуктивные привычки, пишет Live Science. Научная статья пока не прошла рецензирование и размещена в базе препринтов.
У сосны 26 хромосом, содержащих ошеломляющие 12,2 миллиарда пар оснований. Для сравнения, у людей всего около 3 миллиардов. Несмотря на размер генома, сосны Воллеми имеют чрезвычайно низкое генетическое разнообразие, что позволяет предположить, что они прошли «бутылочное горлышко» примерно 10 000-26 000 лет назад. Растения не обмениваются большим количеством генетического материал, размножаясь, в основном путем клонирования себя — отростки становятся новыми деревьями.
Редкость дерева может быть частично связана с большим количеством транспозонов («прыгающих генов») — участков ДНК, которые могут менять свое положение в геноме. Эти элементы также определяют размер генома. Транспозоны перемещаются в новые места и могут изменять последовательность «букв» ДНК, тем самым вызывая или обращая вспять мутации в генах.
По мнению исследователей, если транспозоны вызвали вредные мутации, они, возможно, способствовали сокращению популяции. Поскольку увеличение количества транспозонов связано с половым размножением, переход к бесполому помог снизить появление вредных мутаций. Но именно транспозоны могли привести и к полезным мутациям, сделав дерево более устойчивым и живучим. Хотя в дикой природе осталось только четыре небольшие популяции, уникальные сосны широко размножаются ботаническими садами в попытке сохранить и изучить их.
Расшифровка генома также выявила, почему сосна Воллеми оказывается восприимчивой к болезням, в частности к Phytophthora cinnamomi. Гены устойчивости дерева к болезням подавляются собственной РНК, которая связана с развитием более широких листьев. Сосны Воллеми, в отличие от большинства хвойных, имеют широкую хвою. А фитофтору в заповедник занесли туристы, незаконно посещавшие охраняемое место, — паразит широко встречается у культурных растений.
Генетики выяснили, как помидоры стали такими красными и сладкими
В Иркутской области нашли «папоротниковый рай» с флорой и фауной юрского периода
Палеоботаники нашли современных родственников цветка в янтаре возрастом 38 млн лет