가장 큰 식물 게놈 데이터 세트 중 하나를 분석하는 과학자들은 지구 최초의 식물이 수억 년 전에 육지에서 물과 호흡을 관리하는 데 사용되는 메커니즘이 어떻게 진화했는지 발견했습니다.
New Phytologist 저널에 발표된 Universities of Bristol and Essex의 연구는 식물의 물 수송 시스템이 어떻게 진화했으며 기후 변화에 대응하여 미래에 적응할 수 있는지 이해하는 데 필수적입니다.
지난 5억 년 동안 육상 식물의 진화는 점점 더 녹색을 띄는 행성에서 생물의 다양성을 뒷받침해 왔습니다. 진화하는 동안 식물은 잎과 뿌리와 같은 적응력을 획득하여 물을 통제하고 땅을 식민지화할 수 있게 되었습니다.
이러한 도구 중 일부는 초기 육상 식물에서 진화했으며 오늘날 복잡한 숲 생태계를 형성하는 작은 이끼와 거대한 나무에서 모두 찾을 수 있습니다.
연구자들은 이러한 적응의 기원에서 새로운 유전자와 오래된 유전자의 역할을 결정하기 위해 532개의 식물 종의 유전자를 비교하는 것으로 시작했습니다. 이 중 팀은 뿌리와 혈관 조직과 같은 육상 식물 진화의 주요 혁신과 관련된 218개의 유전자에 초점을 맞췄습니다.
그들은 기공(식물이 호흡을 위해 사용하는 구멍)과 같은 육상 식물에 중요한 일부 초기 특성이 새로운 유전자의 기원과 관련이 있음을 발견했습니다.
대조적으로, 보다 최근의 혁신(예: 뿌리, 혈관계)은 육상 식물 조상에서 유래한 오래된 유전자를 재활용하고 물 수송에 관여하는 식물 해부학의 다른 부분(기공, 혈관 조직, 뿌리)이 다양한 진화 방법과 관련되어 있음을 보여줍니다. 유전자.
우리의 분석은 식물 다양화에서 유전적 진화의 다양한 방법을 강조하면서 행성 녹화의 유전적 기초에 대한 새로운 빛을 비춰줍니다. 역사적으로, 진화적 혁신이 새로운 유전자의 출현에 의해 주도되었는지 아니면 오래된 유전자의 용도 변경에 의해 주도되었는지는 분명하지 않습니다. 우리의 결과는 식물이 역사의 다른 시점에서 어떻게 진화했는지, 그리고 어떻게 다른 진화 방식, 새로운 유전자의 기원, 오래된 유전자의 재활용이 지구를 녹색화하는 데 핵심적인 주요 혁신을 가져왔는지 알려준다고 과학자들은 말합니다.
이 연구는 식물의 건강과 생산성에 중요한 수분 흡수 및 수송의 근본적인 기계적 변화에 대한 통찰력을 제공합니다. 이를 통해 과학자들은 실험실에서 이전, 용도 변경 및 새로운 유전자의 기능을 선택하고 연구하여 물 소비를 줄이고 가뭄에 대한 작물 내성을 개선하는 유전자를 선택할 수 있습니다.
우리의 일은 과거를 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 미래에도 중요합니다. 물 수송 시스템이 어떻게 진화했는지 이해함으로써 우리는 식물 성장을 제한하는 요인을 이해하기 시작할 수 있습니다. 이것은 작물의 성장과 가뭄에 대한 내성을 고려할 때 특히 중요합니다.
이 연구는 저널에 게재되었습니다: New Phytologist. “Water-related innovations in land plants evolved by different patterns of gene cooption and novelty”.
2022-02-22 13:59:59
작가: Vitalii Babkin