Древние мхи заселяли сушу, позаимствовав гены у бактерий - ученые

Американские биологи выделили 39 семейств генов, позаимствованных общим предков мхов у бактерий, вирусов и грибов.

Принято считать, что первые зеленые растения - так называемые риниофиты - появились на суше в начале ордовикского периода, примерно 480 миллионов лет назад

Группа биологов под руководством Цзинь-Лина Хуана из университета Восточной Каролины в городе Гринвилль (США) попыталась найти "корни" этих приспособлений, изучив геном самых близких современных родственников риниофитов - мхов Physcomitrella patens.

На мысль, что предок риниофитов и мхов приспособился к обитанию на суше благодаря горизонтальному переносу генов, ученых натолкнули существенные различия в жизнедеятельности водорослей и наземных растений.

Горизонтальный перенос генов являет собой обмен фрагментами ДНК между клетками различных видов живых существ.

В ходе исследования ученым удалось выделить в геноме Physcomitrella patens обрывки вирусной, бактериальной и грибной ДНК и изучили их природу и функции.

В общей сложности биологи обнаружили свыше 900 "чужих" генов в генетическом материале Physcomitrella patens, примерно 120 из которых отвечали за приспособление к сухопутному образу жизни. Биологи объединили их в 57 функциональных семейств и проверили, присутствуют ли аналогичные гены в геномах папоротников, голосеменных и цветковых растений.

К удивлению биологов, 18 семейств "чужих" генов, обнаруженных в геноме мха, присутствуют и в ДНК водорослей. Это означает, что предки растений "позаимствовали" эти гены задолго до выхода на сушу. Прочие 39 групп генов присутствуют в геномах нескольких видов сухопутных растений. По всей видимости, они проникли в геном предков растений во время их приспособления к обитанию на суше или в первые поколения после выхода из моря.

По словам ученых, несколько генов, унаследованных от бактерий, задействованы в процессах синтеза крахмала, разложения целлюлозы и транспортировки питательных веществ между тканями растения, а гены грибов и вирусов - в защите его клеток от неблагоприятных условий окружающей среды.

Как полагают ученые, горизонтальный обмен генами между многоклеточным предком растений и микробами был возможен благодаря тому, что их половые клетки не были столь же хорошо защищены от вторжений, как гаметы современных растений.

Последовательность из нескольких "удачных" обменов генами привела к тому, что некоторые ордовикские водоросли стали достаточно приспособленными к обитанию на суше и воспользовались шансом освоить новый мир.

Таким образом, Хуану и его коллегам удалось показать, что предки современных растений приобрели большое количество генов у грибов, бактерий и других микроорганизмов при заселении суши. Вполне возможно, что аналогичные процессы были характерны и для эволюции животных. Авторы статьи планируют проверить эту гипотезу в своих следующих работах.

Отметим, как сообщалось ранее, недавно ученые выявили, что в озеро Каффенклуббен, расположенное к северу от Гренландии на широте 83°37', спустя более 2000 лет вернулась жизнь - во второй половине прошлого века в самом северном пресноводном озере вновь появились водоросли.