地球上最大的基因组被揭露,这是一个很大的惊喜

一种只生长在一个偏远的太平洋岛屿上的小型、看似不起眼的蕨类植物周五被加冕为吉尼斯世界纪录保持者,因为它拥有地球上所有生物中最大的基因组。

新喀里多尼亚蕨类植物,Tmesipteris oblanceolata(卵形鳞翅目),其细胞核中含有的DNA是人类的50倍以上。

科学家在一项新的研究中说,如果来自蕨类植物细胞之一的DNA(只有几分之一毫米宽)被解开,它将延伸到106米(350英尺)。

直立起来,DNA会比伦敦著名的大本钟的塔楼还要高。

T. oblanceolata(卵形锥虫)。(波尔·费尔南德斯)

蕨类植物的基因组重量高达160千兆碱基对(Gbp),这是DNA长度的测量值。

这比之前的纪录保持者日本开花植物巴黎粳稻大了7%。

人类基因组是相对微不足道的 3.1 Gbp。

如果我们的DNA被解开,它将有大约两米长。

该研究的合著者、英国皇家植物园邱园的研究员伊利亚·莱奇(Ilia Leitch)告诉法新社,该团队“非常惊讶地发现了比巴黎粳米".

“我们以为我们已经达到了生物极限。我们真的在推动生物学的极端,“她说。

这种蕨类植物长到5到10厘米高,只在新喀里多尼亚发现,新喀里多尼亚是法属太平洋地区,最近发生了动荡。

研究团队的两名成员于 2023 年前往主岛 Grand Terre,并与当地科学家合作进行这项研究,该研究发表在该杂志上iScience的.

吉尼斯世界纪录授予蕨类植物梦寐以求的“最大基因组称号”。

吉尼斯世界纪录总编辑亚当·米尔沃德(Adam Millward)说,“这种看起来无害的”蕨类植物的胜利表明,“纪录保持者并不总是外表最炫耀的”。

基因组又是什么?

据估计,人类体内有超过 30 万亿个细胞。

在这些细胞中,每个细胞中都有一个含有DNA的细胞核,这就像“一本指示书,告诉像我们这样的生物体如何生活和生存”,Leitch解释说。

生物体的所有DNA都称为其基因组。

到目前为止,科学家们已经估计了大约20,000种生物的基因组大小,这只是地球上生命的一小部分。

在动物中,大理石肺鱼最大,有 130 Gbp。

虽然植物拥有最大的基因组,但它们也可能具有令人难以置信的小基因组。肉食性金黄色葡萄球菌的基因组仅为 0.06 Gbp。

但是,我们人类在将自己与强者进行比较时不必感到不足T. oblanceolata(卵形锥虫).

所有证据表明,拥有庞大的基因组是一个劣势,Leitch说。

你拥有的DNA越多,你的细胞需要越大才能将其全部挤进去。

对于植物来说,更大的细胞意味着叶子的孔隙必须更大,这会使它们生长得更慢。

制作所有这些DNA的新副本也更加棘手,从而限制了它们的繁殖能力。

这意味着在生长缓慢的多年生植物中可以看到最大规模的基因组,这些植物不容易适应逆境或与竞争抗衡。

因此,基因组大小会影响植物的反应气候变化,改变土地利用和人类造成的其他环境挑战,Leitch说。

这些DNA有什么用?

在某个地方可能还有更大的基因组,但莱奇认为这种蕨类植物一定接近极限。

“我无法理解拥有所有这些DNA的生物体是如何真正发挥作用的,”她说。

她承认,科学家们不知道大多数DNA在如此巨大的基因组中的作用。

有人说其中大部分是“垃圾DNA”。

“但这可能是我们自己的无知。也许它确实有功能,我们还没有找到它,“Leitch说。

爱荷华州立大学(Iowa State University)的植物学家乔纳森·温德尔(Jonathan Wendel)没有参与这项研究,他同意蕨类植物含有多少DNA,这“令人惊讶”。

但他告诉法新社,这只是“代表第一步”。

“一个巨大的谜团是所有这些变异的意义——基因组是如何生长和缩小的,这些现象的进化原因和后果是什么?”

©法新社

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