Saiz genom pakis suci murni tidak berubah 180 juta tahun • Elena Naimark • Berita sains mengenai "Unsur" • Evolusi, Paleontologi, Genetik

Saiz genom pakis suci tidak berubah 180 juta tahun

Osmunda asiatica (Osmundastrum), Asia atau Cinnamon Osmund (Purest), adalah salah satu pakis primitif, yang mewakili asas pokok phylogenetic pakis benar. Gambar dari cumauriceriver.org

Para saintis Sweden mengkaji secara terperinci pakis-pakis pakis yang unik. Fosil ini tergolong dalam satu genus yang hidup. Selain itu, kerana sel-sel yang mempunyai nukleus dan kromosom dapat dilihat dengan sempurna dalam sisa-sisa fosil, mungkin untuk menganggarkan saiz genom wakil purba genus ini. Dia hampir sama dengan saudara-mara moden. Ini bermakna bahawa selama 180 juta tahun, paku-pakis ini mengekalkan kedua-dua ciri luaran tertentu dan jumlah bahan genetik, tanpa kehilangan atau didarab. Contoh konservatisme evolusi ekstrem ini akan memberi peluang untuk memahami mengapa sesetengah organisma melambatkan proses evolusi mereka, menjadikan fosil hidup.

Ahli geologi dari Universiti Lund (Sweden) dan Muzium Sejarah Alam Sweden di Stockholm membentangkan data yang menakjubkan tentang struktur fernil fern sel berusia 182 juta tahun (deposit Jurassic Rendah). Mereka berjaya menimbang bukan sahaja struktur tisu fernil pakis, tetapi juga apa yang ada di dalam sel.

Butiran unik struktur dipelihara berkat fosilisasi yang sangat cepat. Sisa-sisa tumbuhan dikebumikan di tanah gunung berapi yang sangat berpori. Penyelesaian hidrotermal tepu dengan kalsium bebas melalui liang-liang di dalam tanah. Oleh itu, struktur selular dan tisu digantikan oleh garam kalsium, tidak mempunyai masa (atau pun bermula) untuk merendahkan. Kesimpulan sedemikian dibuat kerana rock host mempunyai komposisi yang sama sekali berbeza. Ia terdiri daripada mineral gunung berapi biasa – aluminosilicates dengan kandungan besi dan magnesium yang tinggi. Sudah jelas bahawa mineralisasi residu tumbuhan bukan disebabkan oleh peleburan kation dan anion yang perlahan dari batu induk, tetapi disebabkan oleh penyelesaian garam tepu yang sudah sedia ada. Ahli paleontologi bernasib baik!

Sejak sisa-sisa pakis mempunyai morfologi selular dan tisu yang dapat dibezakan dengan sempurna, penemuan dapat ditentukan bahkan kepada genus. Mereka tergolong dalam genus Osmundastrum: ini adalah genus moden (atau subgenus, ia dipanggil "tulen") yang mendasari pokok phylogenetic pakis benar (Osmundaceae). Inilah morfologi yang stabil dari warna-warna tulen ini – 180 juta tahun tidak cukup untuk mengubahnya.

Batu-batu vulkanik suite Djupadal (zaman Jurassic) disembunyikan oleh tumbuh-tumbuhan hutan. Ia kelihatan biasa, tetapi mengandungi kompleks flora fosil yang kaya. Foto dari atthetornquist.se

Tetapi itu tidak semua: dalam sampel ini, nukleus dengan nukleoli, dan sitoplasma dengan kemasukan dan organel, dan membran selular dan nuklear boleh dilihat dalam sel-sel. Sesetengah sel ditangkap semasa pembahagian sel: kromosom yang padat dibezakan, membran nuklear (prophase) membubarkan sel-sel dan kromosom lain di sepanjang khatulistiwa selaras (metaphase), atau kromosom yang menyimpang beku separuh ke tiang sel (anaphase). Juga terdapat sel-sel yang sedang dalam proses apoptosis: ini dinilai oleh bentuk nukleus sel yang aneh. Sebelum kita adalah fosil "hidup" secara harfiah!

Di sebelah kiri: keratan rentas ranting pakis Osmunda Asiatic; di sebelah kanan: keratan fosil Jurassic fern (panjang skala 500 mikron). Gambar dari plantsystematics.org dan dari artikel dibincangkan di Sains

Pemeliharaan yang baik ini dibenarkan untuk membuat kesimpulan tentang kandungan genetik nukleus sel. Malangnya, adalah mustahil untuk mendapatkan DNA paku-pakis ini, tetapi anda boleh menganggarkan saiz genom mereka. Hubungan antara saiz nukleus dan jumlah DNA diketahui.Oleh itu, saiz nukleus dapat dianggarkan dari saiz nukleus.

Ketergantungan jumlah nukleus pada jumlah DNA dalam sel-sel pucuk meristem. Jadual I. I. Šimova, T. Herben, 2012. Kekangan geometri tumbuhan herba

Para saintis dengan tepat mengukur semua nukleus interfas sel dari meristem, yang didapati dalam sampel (diameter, perimeter, kawasan), dan membandingkannya dengan parameter yang bersesuaian dengan permukaan tulen moden. Mereka sangat mengejutkan.

Sampel moden (kiri atas) dan fosil (kiri bawah) Wakil murni tulen: mereka tidak hanya mempunyai morfologi yang serupa, tetapi juga parameter kuantitatif nukleus sel: perimeter nukleus (di tengah) dan kawasan pemotongan teras (di sebelah kanan). Gambar dari artikel dibincangkan di Sains

Ini bermakna bahawa saiz genom mereka hampir sama dengan saudara-saudara moden mereka. Selama 180 juta tahun, bukan hanya morfologi yang tidak berubah, tetapi jumlah bahan genetik tetap sama.

Ferns adalah syaitan evolusi luar biasa yang luar biasa. Adakah mungkin untuk menyatakan berdasarkan contoh ini bahawa tidak ada evolusi? Sudah tentu tidak mustahil, tetapi contoh ini memberikan peluang yang baik untuk memahami apa fosil hidup – peninggalan evolusi stabil.

Sumber: B. Bomfleur, S. McLoughlin, V. Vajda.Nukleus dan Kromosom Fossilized Mendedahkan 180 Juta Tahun Stasis Genomik di Royal Ferns // Sains. 2014. V. 343, P. 1376-1377.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: