Папоротник с самым большим геномом на Земле
Небольшой и на первый взгляд ничем не примечательный папоротник, растущий только на отдаленном тихоокеанском острове, получил титул рекордсмена Книги рекордов Гиннесса за самый большой геном среди всех организмов на Земле.
Папоротник Tmesipteris oblanceolata из Новой Каледонии имеет более чем в 50 раз больше ДНК в ядре своих клеток, чем человек.
Если бы ДНК из одной клетки папоротника (размером в доли миллиметра) развернули, она бы растянулась на 106 метров. Для сравнения, человеческая ДНК в развернутом виде имеет длину около 2 метров.
Геном папоротника составляет колоссальные 160 гигапар оснований (Gbp). Это на 7% больше, чем у предыдущего рекордсмена — японского цветкового растения Paris japonica. Человеческий геном — относительно скромные 3.1 Gbp.
«Мы действительно были удивлены, обнаружив что-то даже большее, чем Paris japonica. Мы думали, что уже достигли биологического предела. Мы действительно исследуем крайности биологии», — Илия Лейтч, соавтор исследования из Королевских ботанических садов Кью (Великобритания).
Папоротник высотой 5–10 см встречается только в Новой Каледонии. Исследование было опубликовано в журнале iScience.
Большой геном — не преимущество
По словам ученых, все данные свидетельствуют о том, что большой геном является недостатком.
- Чем больше ДНК, тем крупнее должны быть клетки, чтобы вместить ее.
- У растений более крупные клетки означают, например, увеличение устьиц на листьях, что может замедлять рост.
- Также сложнее создавать новые копии всей этой ДНК, что ограничивает репродуктивные способности.
Таким образом, самые массивные геномы встречаются у медленнорастущих многолетних растений, которые плохо адаптируются к невзгодам и конкуренции. Размер генома может влиять на то, как растения реагируют на изменение климата и другие экологические проблемы.
Зачем столько ДНК?
Ученые не знают, какую функцию выполняет большая часть ДНК в таких огромных геномах. Некоторые называют ее «мусорной ДНК».
«Но это, вероятно, наше собственное невежество. Возможно, у нее есть функция, которую нам еще предстоит найти», — отмечает Илия Лейтч.
Исследователи считают, что этот папоротник, должно быть, близок к биологическому пределу по размеру генома.
«Я не могу понять, как организм со всей этой ДНК действительно функционирует», — признается Лейтч.
Контекст: