Полиплоидия растений повышает риск вымирания
Растения с множественными копиями генетической информации (полиплоиды) имеют более высокие темпы вымирания по сравнению со своими диплоидными родственниками. К такому выводу пришли исследователи, проанализировавшие более 2500 растительных геномов. Результаты опубликованы в журнале Science.
- Распространённость: Полиплоидия — дублирование всего наследственного материала — редко встречается у животных, но широко распространена у растений. Картофель, кофе, бананы, арахис, табак, пшеница, овёс и клубника являются полиплоидами.
- Эволюционная ставка: Исследование показывает, что полиплоидия — это «эволюционная ставка». В краткосрочной перспективе она повышает риск вымирания вида, но в редких случаях может дать долгосрочное преимущество и привести к значительному увеличению биоразнообразия.
- Ключевой вывод: «Мы обнаружили, что растения, ставшие полиплоидами в недавнем эволюционном прошлом, с меньшей вероятностью диверсифицируются в новые виды и сталкиваются с более высоким риском вымирания по сравнению со своими диплоидными родственниками», — заявил ведущий автор исследования Итай Мэйроуз.
Почему полиплоиды уязвимы?
Учёные предполагают несколько причин:
- Событие дублирования генома, вероятно, происходит у одной-единственной особи, что затрудняет закрепление полиплоидии в популяции.
- Полиплоиды сталкиваются с конкуренцией со стороны уже устоявшихся диплоидных линий.
- Мутации, которые могли бы дать преимущество, могут «маскироваться» другими, неизменёнными копиями того же гена, делая их невидимыми для естественного отбора.
Парадокс древних полиплоидов
Несмотря на риски, геномные анализы показали, что все существующие семенные растения являются древними полиплоидами. Их когда-то дублированные геномы за миллионы лет дивергировали настолько, что теперь кажутся диплоидными.
«Получается, что не существует ныне живущих семенных растений, у которых никогда не дублировался геном. Каждая линия хотя бы раз в своей эволюционной истории претерпела дублирование генома», — пояснил соавтор работы Майкл Баркер.
Таким образом, хотя немедленного эволюционного успеха полиплоидия не приносит, в долгосрочной перспективе она может стать ключевым фактором, способствующим появлению эволюционных новшеств и разнообразия.