地球上最大的基因组被揭露,这是一个很大的惊喜
一种只生长在一个偏远的太平洋岛屿上的小型、看似不起眼的蕨类植物周五被加冕为吉尼斯世界纪录保持者,因为它拥有地球上所有生物中最大的基因组。
新喀里多尼亚蕨类植物,Tmesipteris oblanceolata(卵形鳞翅目),其细胞核中含有的DNA是人类的50倍以上。
科学家在一项新的研究中说,如果来自蕨类植物细胞之一的DNA(只有几分之一毫米宽)被解开,它将延伸到106米(350英尺)。
直立起来,DNA会比伦敦著名的大本钟的塔楼还要高。
蕨类植物的基因组重量高达160千兆碱基对(Gbp),这是DNA长度的测量值。
这比之前的纪录保持者日本开花植物巴黎粳稻大了7%。
人类基因组是相对微不足道的 3.1 Gbp。
如果我们的DNA被解开,它将有大约两米长。
该研究的合著者、英国皇家植物园邱园的研究员伊利亚·莱奇(Ilia Leitch)告诉法新社,该团队“非常惊讶地发现了比巴黎粳米".
“我们以为我们已经达到了生物极限。我们真的在推动生物学的极端,“她说。
这种蕨类植物长到5到10厘米高,只在新喀里多尼亚发现,新喀里多尼亚是法属太平洋地区,最近发生了动荡。
研究团队的两名成员于 2023 年前往主岛 Grand Terre,并与当地科学家合作进行这项研究,该研究发表在该杂志上iScience的.
吉尼斯世界纪录授予蕨类植物梦寐以求的“最大基因组称号”。
吉尼斯世界纪录总编辑亚当·米尔沃德(Adam Millward)说,“这种看起来无害的”蕨类植物的胜利表明,“纪录保持者并不总是外表最炫耀的”。
基因组又是什么?
据估计,人类体内有超过 30 万亿个细胞。
在这些细胞中,每个细胞中都有一个含有DNA的细胞核,这就像“一本指示书,告诉像我们这样的生物体如何生活和生存”,Leitch解释说。
生物体的所有DNA都称为其基因组。
到目前为止,科学家们已经估计了大约20,000种生物的基因组大小,这只是地球上生命的一小部分。
在动物中,大理石肺鱼最大,有 130 Gbp。
虽然植物拥有最大的基因组,但它们也可能具有令人难以置信的小基因组。肉食性金黄色葡萄球菌的基因组仅为 0.06 Gbp。
但是,我们人类在将自己与强者进行比较时不必感到不足T. oblanceolata(卵形锥虫).
所有证据表明,拥有庞大的基因组是一个劣势,Leitch说。
你拥有的DNA越多,你的细胞需要越大才能将其全部挤进去。
对于植物来说,更大的细胞意味着叶子的孔隙必须更大,这会使它们生长得更慢。
制作所有这些DNA的新副本也更加棘手,从而限制了它们的繁殖能力。
这意味着在生长缓慢的多年生植物中可以看到最大规模的基因组,这些植物不容易适应逆境或与竞争抗衡。
因此,基因组大小会影响植物的反应气候变化,改变土地利用和人类造成的其他环境挑战,Leitch说。
这些DNA有什么用?
在某个地方可能还有更大的基因组,但莱奇认为这种蕨类植物一定接近极限。
“我无法理解拥有所有这些DNA的生物体是如何真正发挥作用的,”她说。
她承认,科学家们不知道大多数DNA在如此巨大的基因组中的作用。
有人说其中大部分是“垃圾DNA”。
“但这可能是我们自己的无知。也许它确实有功能,我们还没有找到它,“Leitch说。
爱荷华州立大学(Iowa State University)的植物学家乔纳森·温德尔(Jonathan Wendel)没有参与这项研究,他同意蕨类植物含有多少DNA,这“令人惊讶”。
但他告诉法新社,这只是“代表第一步”。
“一个巨大的谜团是所有这些变异的意义——基因组是如何生长和缩小的,这些现象的进化原因和后果是什么?”
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