Veličina genoma čistih papratica nije promijenila 180 milijuna godina • Elena Naimark • Znanstvena vijest o "Elementama" • Evolucija, paleontologija, genetika

Veličina genoma čistih papričica nije promijenila 180 milijuna godina

Osmunda asiatica (Osmundastrum), Azijski ili cimet Osmund (Purest), jedna je od primitivnih paprijeva, koja predstavlja osnovu filogenetskog stabla pravih papričica. Fotografija iz cumauriceriver.org

Švedski znanstvenici detaljno su proučavali zanovljene paprati jedinstvenog stanja očuvanja. Ti fosili pripadaju jednom od živih vrsta. Također, zbog činjenice da su stanice s jezgrama i kromosomima savršeno vidljive u fosiliziranim ostacima, bilo je moguće procijeniti veličinu genoma drevnih predstavnika ovog roda. Bio je otprilike isti kao i kod modernih rođaka. To znači da za 180 milijuna godina ove paprati zadržavaju obje specifične vanjske značajke i količinu genetskog materijala, bez gubitka ili umnožavanja. Ovaj primjer ekstremnog evolucijskog konzervativizma pružit će priliku da shvate zašto neki organizmi usporavaju svoj evolucijski razvoj, pretvarajući se u žive fosile.

Geologi sa Sveučilišta u Lundu i švedski muzej prirodne povijesti u Stockholmu predstavili su nevjerojatne podatke o strukturi fosilnih paprenih ćelija u dobi od 182 milijuna godina (naslage Donjeg Jurva). Uspjeli su razmotriti ne samo strukturu tkiva fosilnih paprati, već i ono što je unutar stanica.

Jedinstvene pojedinosti strukture sačuvane su zahvaljujući iznimno brzoj fosilizaciji. Ostaci biljaka su pokopani u vrlo poroznom vulkanskom tlu. Hidrotermalne otopine zasićene kalcijem slobodno prolaze kroz pore u tlu. Stoga su stanične i tkivne strukture zamijenjene kalcijevim solima, koje nemaju vremena (ili čak ni početak) da se razgrađuju. Takav je zaključak napravljen zato što domaćin rock ima sasvim drugačiji sastav. Sastoji se od normalnih vulkanskih minerala – aluminosilikata s visokim sadržajem željeza i magnezija. Jasno je da mineralizacija ostataka biljaka nije bila posljedica polaganog ispiranja kationa i aniona iz matične stijene, već zbog već postojećih zasićenih solnih otopina. Paleontolozi su sretni!

Budući da su ostaci paprati savršeno razlikovali morfologiju stanične i tkiva, rezultati su mogli biti određeni čak i prema rodu. Oni pripadaju rodu Osmundastrum: to je moderni rod (ili podgrupa, zove se "čista") koja je podložna filogenetskom stablu pravih papričica (Osmundaceae). To je vrsta stabilne morfologije tih čistih boja – 180 milijuna godina nije bilo dovoljno za promjenu.

Vulkanske stijene jupastih doba Đupadala skrivene su šumskim vegetacijom. Izgleda neraspadljivo, ali sadrži bogat kompleks fosilne flore. Fotografija iz atthetornquist.se

Ali to nije sve: u ovim uzorcima u stanicama su vidljive jezgre s nukleolima i citoplazme s inkluzijama i organelama, te stanične i nuklearne membrane. Neke stanice su "uhvaćene" tijekom podjele stanica: gusti se kromosomi razlikuju, nuklearne membrane (profaza) se otapaju u drugim stanicama i kromosomi se poredu staničnog ekvatora (metafaza), ili se divergirajući kromosomi smrzavaju na pola staničnih stupova (anafazi). Pronađene su i stanice koje su bile u procesu apoptoze: to je bilo određeno posebnim oblikom staničnih jezgri. Prije nas je doslovno "živi" fosil!

S lijeve strane: poprečni presjek paprike riznice Osmunda Asiatic; desno: poprečni presjek fosilne jureške paprati (duljina skale od 500 mikrona). Fotografije iz plantsystematics.org i iz raspravljača u znanost

Takvo izvrsno očuvanje dopuštalo je zaključiti o genetskom sadržaju staničnih jezgri. Nažalost, nemoguće je doći do DNK ovih papričica, ali možete procijeniti veličinu njihovog genoma. Poznato je odnos veličine jezgre i količine DNA.Stoga se veličina jezgre može procijeniti iz veličine jezgre.

Ovisnost volumena jezgre na količinu DNK u stanicama merističkih izbojaka. Raspored iz I. Šimove, T. Herben, 2012. Geometrijska ograničenja zeljastih biljaka

Znanstvenici su precizno mjerili sve stanice interfazne jezgre meristema, koje su pronađene u uzorku (njihov promjer, perimetar, područje) i uspoređivale ih s odgovarajućim parametrima suvremene čiste površine. Bili su iznenađujuće blizu.

Uzorci suvremenih (gore lijevo) i fosilnih (dno lijevo) predstavnici čistih: imaju ne samo sličnu morfologiju već i kvantitativne parametre staničnih jezgri: perimetar jezgre (u sredini) i granično područje jezgre (s desne strane). Slika iz raspravljanog članka u znanost

To znači da je njihova veličina genoma bila otprilike jednaka onoj njihovih modernih rođaka. Za 180 milijuna godina ne samo da se morfologija nije promijenila, ali je količina genetskog materijala ostala ista.

Poslanice su bile čista izvanredna evolucijska puža. Je li moguće na temelju ovog primjera navesti da nema evolucije? Naravno, to je nemoguće, ali ovaj primjer pruža izvrsnu priliku da shvati što su živi fosili – stabilne evolucijske relikvije.

izvor: B. Bomfleur, S. McLoughlin, V. Vajda.Fosilizirane jezgre i kromosomi otkrivaju 180 milijuna godina genomske stanice u kraljevskoj pustinji // znanost, 2014. V. 343, P. 1376-1377.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: