Glavni Novice Največji klon na svetu je 77 kvadratnih kilometrov velik 'nesmrtni' travnik morske trave

Največji klon na svetu je 77 kvadratnih kilometrov velik 'nesmrtni' travnik morske trave

Pozejdon

Del enega od travnikov z morsko travo, ki sestavljajo največji klon na svetu. Vsako rezilo pripada isti rastlini.(Zasluge za sliko: Rachel Austin, Univerza Zahodne Avstralije)

(odpre se v novem zavihku)

Znanstveniki so v Avstraliji odkrili največji klon na svetu: ogromno mrežo travnikov z morsko travo, ki pokriva več kot 77 kvadratnih milj (200 kvadratnih kilometrov). Mreža travnikov je pravzaprav ena sama rastlina, ki se nenehno klonira že skoraj 4500 let.

Raziskovalci so našli ogromen klon med preučevanjem genetske raznolikosti morskih trav v zalivu Shark Bay, zaščitenem plitvem vodnem telesu v Zahodni Avstraliji. Izvedeli so, da skoraj vsi travniki v regiji zaplevelijo s pozejdonovim trakom ( Posidonia australis ) so genetsko enaki. Nadaljnja analiza je pokazala, da se za razliko od drugih morskih trav na tem območju, ki se razmnožujejo spolno, P. avstralis je dejansko kloniranje skozi podzemno mrežo razvejanih korenin.

The P. avstralis klon se razteza približno 112 milj (180 km) od konca do konca – čeprav z nekaj zaplatami –, zaradi česar je največji znani primer klona v katerem koli okolju na Zemlja ,« so zapisali raziskovalci v študiji, ki je bila objavljena na spletu 31. maja v reviji Zbornik Kraljeve družbe B (odpre se v novem zavihku). Prekaša prejšnjega rekorderja: klon morske trave Posidonia oceanica v zahodnem Sredozemlju, ki se razteza okoli 9 milj (15 km).

'To je ena sama rastlina', ki je lahko neprekinjeno rasla, je za Live Science povedala višja raziskovalka Elizabeth Sinclair, evolucijska biologinja na Univerzi Zahodne Avstralije. Če ostane nemoten, bi se lahko velikanski klon še naprej širil za nedoločen čas, je dodal Sinclair, zaradi česar je praktično nesmrten.

Sorodno: 24.000 let stari 'zombiji' oživljeni in klonirani iz arktičnega permafrosta

Klonska ekspanzija

Raziskovalci so ugotovili, da P. avstralis klon se je širil s postopkom, znanim kot 'horizontalna razširitev korenike', pri kateri rastlina ustvari genetsko identičen poganjek prek podzemnega stebla ali korenike, ki nato razvije lastne korenine in steblo. Ko jih gledamo s površine - v tem primeru s peščenega morskega dna - so šopki morske trave videti kot ločeni primerki, vendar so na genetski ravni ista rastlina.

To je isti proces, ki se je rodilpanda, gozd drhtečih trepetlik ( Trepetajoči ljudje ) v Utahu, ki je pravzaprav le eno ogromno, med seboj povezano drevo.

Medtem ko je P. avstralis travniki ne tvorijo enega neprekinjenega travnika, še vedno jih lahko štejemo za eno rastlino, je dejal Sinclair. 'Rastline morske trave se lahko sčasoma razdrobijo, če pride do poškodb ali motenj, vendar so delci še vedno genetsko enaki,' je dodala. Možno je, da je P. avstralis travniki so bili nekoč popolnoma povezani in so jih morda razdrobili zaradi paše morskih živali ali ekstremnih vročinskih valov, so zapisali raziskovalci v študiji.

Glede na velikost in starost P. avstralis travnikih, raziskovalci domnevajo, da klon raste s hitrostjo približno 6 do 14 palcev (15 do 35 centimetrov) na leto. To morda ne zveni veliko, vendar je v primerjavi z rastjo drugih klonskih travnikov morske trave precej hitra, so poročali avtorji študije.

Posnetek morske trave iz zraka

Posnetek dela obale v zalivu Shark Bay iz zraka. Vse temne lise so morske trave.(Zasluge za sliko: Shutterstock)

(odpre se v novem zavihku)

Teoretično bi lahko klon še naprej rasel za nedoločen čas, je dejal Sinclair, 'dokler ni moten in se okolje ne spremeni prehitro.' Skoraj neokrnjene razmere v zalivu Shark Bay, ki ga je Organizacija Združenih narodov za izobraževanje, znanost in kulturo (UNESCO) leta 1991 razglasila za območje svetovne dediščine, pomenijo, da P. avstralis je ostala razmeroma nemotena skozi celotno življenje, je dodala.

Podvajanje genoma

Raziskovalci sumijo, da je drugi del P. avstralis zgodbo o uspehu lahko pripišemo nenavadni genetski velemoči med rastlinami, ki jim omogoča, da naredijo dodatno kopijo svojega genoma, kar podvoji količino DNK lahko uporabijo za prilagajanje ekstremnim spremembam okoljskih razmer.

Večina organizmov na Zemlji je diploidnih, kar pomeni, da njihova DNK vsebuje en sam par kromosomi . Vendar to ne velja za vsak organizem. Nekateri organizmi, kot so samci nekaterih vrstčebele, imajo DNK, ki je sestavljena iz enojnih neparnih kromosomov, in ti organizmi so znani kot monoploidi. Nekateri organizmi, znani kot poliploidi, imajo dva ali več parov kromosomov.

Diploidne rastline se lahko hitro razvijejo v poliploide s podvojitvijo števila kromosomov, ki jih imajo - proces, znan kot podvajanje celotnega genoma ali poliploidija. Raziskovalci sumijo, da se je to zgodilo P. avstralis .

Obstajata dva načina, kako lahko diploidna rastlina postane poliploidna. Lahko se zgodi, ko se razmnožujeta dve ločeni, a tesno povezani vrsti. Namesto kombiniranja DNK staršev, kot to počne standardni hibrid, poliploidni potomci dobijo celotno kopijo DNK vsakega starša. To je znano kot alopoliploidija. Poliploidi se lahko pojavijo tudi, ko se dva osebka iz ločenih populacij iste vrste razmnožita in potomec dobi oba popolna kompleta DNK. To je znano kot avtopoliploidija. V obeh primerih je proces povsem naključen in potomec postane povsem nova vrsta, ker se ne more razmnoževati z drugimi osebki iz vrste svojih staršev.

V primeru P. avstralis , so raziskovalci ugotovili, da je samoklonirana morska trava verjetno nastala z avtopoliploidijo iz diploidnega prednika, ki je verjetno že izumrl.

Poliploidne rastline včasih veljajo za 'evolucijske slepe ulice', ker so mnoge sterilne, kar pomeni, da se ne morejo spolno razmnoževati, je dejal Sinclair. To omejuje sposobnost rastlin, da mutirajo, kar je ključni delteorija evolucije. Vendar pa lahko postane poliploid zadnja priložnost za rastline, ki jim grozi izumrtje zaradi ekstremnih okoljskih sprememb.

'Združevanje dveh različnih genomov je v bistvu podvojilo genetsko raznolikost v rastlini, kar je verjetno povečalo njeno sposobnost prenašanja širšega spektra okoljskih pogojev,' je dejal Sinclair.

Spreminjanje pogojev

Do pred približno 8500 leti je bil zaliv Shark Bay dejansko nad morsko gladino in del celinske Avstralije. Toda dvig morske gladine, ki ga je povzročil konec zadnjega ledeniškega obdobja, najnovejše ledene dobe, ki se je končala pred približno 12.000 leti, je potopil ta del celine. Novonastali morski habitat je bil preplavljen z novimi vrstami, kot so morske trave.

Shark Bay

Satelitska fotografija zaliva Shark Bay v Zahodni Avstraliji, ki jo je novembra 2004 posnel Nasin satelit Terra.(Zasluge za sliko: NASA)

(odpre se v novem zavihku)

Vendar bi bil zaliv Shark Bay takrat zelo nestabilno okolje zaradi svoje plitve vode. Danes je povprečna globina zaliva Shark Bay približno 30 čevljev (9 metrov) na celotnem območju 8.880 kvadratnih milj (23.000 kvadratnih kilometrov), vendar bi bila še manjša pred približno 4.500 leti, ko P. avstralis pojavilo. Plitvi oceani so bolj občutljivi na ekstremne spremembe temperature in slanosti, ker je manj vode za distribucijo in kroženje toplote in mineralov. Njihovi ekosistemi so tudi bolj nagnjeni k motnjam in škodi zaraditropske nevihtekot so globokomorska okolja.

V študiji so raziskovalci predlagali, da če P. avstralis postal poliploiden pred nekakšnim ekstremnim okoljskim preobratom v tem bolj turbulentnem obdobju, ki je dal P. avstralis prednost pred svojimi diploidnimi predhodniki, ki niso mogli preživeti nobene spremembe.

Zaliv Shark Bay še danes do neke mere doživlja ekstremne razmere. Letne temperature se lahko gibljejo med 63 in 86 stopinjami Fahrenheita (17 in 30 stopinj Celzija), voda pa je zelo slana. Plitvost zaliva tudi pomeni, da je ogrožen zaradi vse močnejših vročinskih valov, ki jih povzročajo sprememba podnebja , in je potencialno dovzeten za poškodbe zaradi ciklonov. Je pa okolje bolj stabilno, kot je bilo nekoč P. avstralis prvi pojavil.

P. avstralis verjetno še naprej uspeva na tem območju tisočletja zaradi svoje odpornosti na okoljske spremembe; druge lokalne vrste morske trave, ki se še naprej spolno razmnožujejo, kar je energetsko drago in zahteva veliko razpoložljivega prostora za rast novih rastlin, so lahko manj odporne, je dejal Sinclair. Ne da bi morali tekmovati za prostor ali preusmerjati energijo v razmnoževanje, P. avstralis se je lahko svobodno kloniral z enakomernim tempom in prevladoval nad lokalnim ekosistemom, je dodala.

Zanimivi Članki