裸子植物古老的DNA複製行為與它們的進化有關

植物傾向於囤積DNA,不丟棄任何東西。它們體內的額外基因可以變異,產生新的生理特徵。保留額外的基因會增加植物的進化速度。一項新的研究發現,像這樣的複製事件在整個裸子植物的進化史上是非常重要的。

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裸子植物是一個多樣化的植物群體,包括松樹、柏樹、紅豆杉、銀杏和蘇鐵。研究表明,現代裸子植物的祖先的基因組複製可能直接促成了該組植物在3.5億年前的起源。隨後的複製事件為創新特徵的進化提供了原材料,使這些計劃能夠在急劇變化的生態系統中持續存在。

在進化初期的複製事件為它們的基因創造了進化和創造新功能的機會,有可能幫助裸子植物過渡到新的棲息地。在動物界,擁有兩套以上的染色體,稱為多倍體,是很罕見的,但在植物中卻非常普遍。我們吃的大多數水果和蔬菜都是多倍體,通常涉及兩個密切相關物種的雜交。

常見的植物,包括小麥、花生、咖啡、燕麥和草莓,都因擁有多個不同的DNA拷貝而受益,生長速度加快,尺寸和重量增加。然而,在這項研究之前,還不清楚多倍體可能如何影響裸子植物的進化。最近的研究是植物生物學家之間的合作努力,從1000多種植物中獲得了大量的遺傳資料。

大量數據的收集為試圖拼湊陸地植物進化歷史的科學家打開了大門。研究小組比較了活體裸子植物的DNA,並能夠回顧過去,發現多個古老的基因組複製事件的證據,這些事件與主要群體的起源相吻合。科學家們注意到,在整個歷史上,裸子植物經歷了重大的滅絕,使得破譯其關係的確切性質更加困難。

然而,所有現在存活的裸子植物都有3.5億年前一次古老複製的特徵。在該事件發生1億多年後,另一次複製產生了松樹家族。第三次重大複製事件帶來了豆科植物的起源,豆科植物同時包含喬木和灌木的形態,在每一個案例中,分析顯示複製的DNA與獨特特徵的進化之間都存在聯繫。

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