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研究 裸子植物古老的DNA复制行为与它们的进化有关

植物倾向于囤积DNA,不丢弃任何东西。它们体内的额外基因可以变异,产生新的生理特征。保留额外的基因会增加植物的进化速度。一项新的研究发现,像这样的复制事件在整个裸子植物的进化史上是非常重要的。

裸子植物是一个多样化的植物群体,包括松树、柏树、红豆杉、银杏和苏铁。研究表明,现代裸子植物的祖先的基因组复制可能直接促成了该组植物在3.5亿年前的起源。随后的复制事件为创新特征的进化提供了原材料,使这些计划能够在急剧变化的生态系统中持续存在。

在进化初期的复制事件为它们的基因创造了进化和创造新功能的机会,有可能帮助裸子植物过渡到新的栖息地。在动物界,拥有两套以上的染色体,称为多倍体,是很罕见的,但在植物中却非常普遍。我们吃的大多数水果和蔬菜都是多倍体,通常涉及两个密切相关物种的杂交。

常见的植物,包括小麦、花生、咖啡、燕麦和草莓,都因拥有多个不同的DNA拷贝而受益,生长速度加快,尺寸和重量增加。然而,在这项研究之前,还不清楚多倍体可能如何影响裸子植物的进化。最近的研究是植物生物学家之间的合作努力,从1000多种植物中获得了大量的遗传资料。

大量数据的收集为试图拼凑陆地植物进化历史的科学家打开了大门。研究小组比较了活体裸子植物的DNA,并能够回顾过去,发现多个古老的基因组复制事件的证据,这些事件与主要群体的起源相吻合。科学家们注意到,在整个历史上,裸子植物经历了重大的灭绝,使得破译其关系的确切性质更加困难。

然而,所有现在存活的裸子植物都有3.5亿年前一次古老复制的特征。在该事件发生1亿多年后,另一次复制产生了松树家族。第三次重大复制事件带来了豆科植物的起源,豆科植物同时包含乔木和灌木的形态,在每一个案例中,分析显示复制的DNA与独特特征的进化之间都存在联系。

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