Как возникли высшие формы жизни? Геном бурых водорослей раскрывает тайны многоклеточности и фотосинтеза
logo

Пользовательского поиска

Friday 17th of August 2018

Как возникли высшие формы жизни? Геном бурых водорослей раскрывает тайны многоклеточности и фотосинтеза

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 1
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - К истокам живого
Автор: Administrator   
16.06.2010 15:26

 

Ectocarpus siliculosus (растущий здесь на  Zostera) растет в основном вдоль береговой линии в умеренных широтах.

 

Ectocarpus siliculosus (растущий здесь на Zostera) встречается в основном вдоль береговой линии в умеренных широтах. (Фото: Akira Peters, Station Biologique Roscoff)

 

 

Интернациональная группа исследователей сделала большой шаг к пониманию эволюции двух ключевых предпосылок возникновения высших форм жизни на Земле – многоклеточности и фотосинтезу, впервые в мире полностью секвенировав геном бурой водоросли. Как сообщается в журнале Nature, около 100 ученых и инженеров в ходе рассчитанного на пять лет исследовательского проекта успешно расшифровали всю наследственную информацию – обычно называемую геномом – Ectocarpus siliculosus, бурой водоросли высотой до 20 см, встречающейся в основном вдоль береговой линии в умеренных широтах. Они проанализировали около 214 миллионов пар оснований и отнесли их к 16000 генов. Биологи доктор Клаус Валентин (Klaus Valentin) и доктор Банк Везцтери (Bank Beszteri) из Института полярных и морских исследований Альфреда Вегенера (Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research - AWI), входящего в Ассоциацию Гельмгольца, принимали участие в этом глобальном проекте, начиная с этапа его планирования в 2005 году.


«Как ученые, изучающие эволюцию, мы особенно заинтересованы в том, чтобы понять, почему мир стал именно таким, каким мы знаем его сегодня», - говорит о проекте Клаус Валентин. «В ходе истории планеты сложная многоклеточная форма жизни развивалась из одноклеточных организмов в пяти независимых направлениях: животные, растения, грибы, красные водоросли и бурые водоросли». Поэтому биологи поставили перед cобой цель: полностью расшифровать геном хотя бы одного представителя каждой из этих линий и искать сопоставимую генетическую информацию. «Для бурых водорослей эта цель теперь достигнута. Расшифровка генома красных водорослей уже также завершена, и в настоящее время мы оценивает данные», - говорит Валентин. «В бурых водорослям мы нашли много генов, кодирующих киназы, транспортные белки и факторы транскрипции. Такие гены обычно встречаются и у наземных растений, и мы предполагаем, что бурые водоросли играют ключевую роль в происхождении многоклеточных организмов».

«Подводные леса» - бурая водоросль рода Фукус.

 

«Подводные леса» - бурая водоросль рода Фукус. (Фото: Udo Schilling)

 

 

Секвенирование генома бурых водорослей является вехой и в усилиях ученых воссоздать эволюцию фотосинтеза. «Теперь мы знаем, что продуцирующий кислород фотосинтез был «изобретен» более 3.8 миллиардов лет назад цианобактериями, иногда ошибочно называемыми сине-зелеными водорослями», - говорит Валентин о способности растений превращать солнечный свет в биологически полезную энергию, сопровождающейся выделением кислорода. «Зеленые и красные водоросли развили эту способность после того, как их предки вступили в симбиоз с живыми цианобактериями, и таким образом более или менее освоили фотосинтез в интересах обеих сторон, поскольку в условиях первобытного океана такой симбиоз обеспечил их огромными конкурентными преимуществами».

Бурые водоросли, как предполагалось, появились в результате слияния фотосинтетически неактивных бесцветных клеток с одноклеточными красными водорослями. Однако, как было обнаружено в одном из предыдущих исследовательских проектов по одноклеточным диатомовым водорослям, бурые водоросли возникли в результате слияния зеленых водорослей с красными, что противоречит широко распространенной среди специалистов теории. «Интересно, - говорит Клаус Валентин, - что в бурых водорослях мы обнаружили большую часть генов, характерных для зеленых водорослей, включая гены киназ и белков-переносчиков типичных для многоклеточных наземных растений, как было отмечено выше. В какой степени мы проследили общее происхождение многоклеточных форм жизни будет установлено в будущих исследованиях».

Бурая водоросль Ectocarpus siliculosus в культуре.

 

Бурая водоросль Ectocarpus siliculosus в культуре. (Фото: Delphine Scornet, Station Biologique Roscoff)

 

 

 

Бурые водоросли – захватывающий для изучения объект и с точки зрения экологии. На скалистых берегах в полярных и умеренных широтах их роль в экосистемах аналогична роли деревьев на суше. Некоторые виды достигают длины в 160 метров. Эти «подводные леса» не только важная среда обитания для морских животных: в областях с сильными приливами они часто остаются сухими в течение нескольких часов и демонстрируют невероятную устойчивость к нагрузкам. «В контексте изменения климата нас заинтересовало, как бурые водоросли адаптировались к UV-излучению и повышению температуры», - говорит доктор Валентин. Как они приспосабливаются к изменяющимся условиям жизни – один из аспектов исследований океанским лесов учеными из AWI. «Кроме того, бурые водоросли эволюционно гораздо старше, чем наземные растения. Они обладают многими метаболическими особенностями, которые едва изучены. Лучшее понимание качеств, заключенных в их генах, может стать основой для разработки новых продуктов и технологий», - считает Клаус Валентин.

 

 

По материалам

How did higher life evolve?

 

Оригинальная статья:

J. Mark Cock, Lieven Sterck, Pierre Rouzé, Delphine Scornet, Andrew E. Allen, Grigoris Amoutzias, Veronique Anthouard, François Artiguenave, Jean-Marc Aury, Jonathan H. Badger, Bank Beszteri, Kenny Billiau, Eric Bonnet, John H. Bothwell, Chris Bowler, Catherine Boyen, Colin Brownlee, Carl J. Carrano, Bénédicte Charrier, Ga Youn Cho, Susana M. Coelho, Jonas Collén, Erwan Corre, Corinne Da Silva, Ludovic Delage, Nicolas Delaroque, Simon M. Dittami, Sylvie Doulbeau, Marek Elias, Garry Farnham, Claire M. M. Gachon, Bernhard Gschloessl, Svenja Heesch, Kamel Jabbari, Claire Jubin, Hiroshi Kawai, Kei Kimura, Bernard Kloareg, Frithjof C. Küpper, Daniel Lang, Aude Le Bail, Catherine Leblanc, Patrice Lerouge, Martin Lohr, Pascal J. Lopez, Cindy Martens, Florian Maumus, Gurvan Michel, Diego Miranda-Saavedra, Julia Morales, Hervé Moreau, Taizo Motomura, Chikako Nagasato, Carolyn A. Napoli, David R. Nelson, Pi Nyvall-Collén, Akira F. Peters, Cyril Pommier, Philippe Potin, Julie Poulain, Hadi Quesneville, Betsy Read, Stefan A. Rensing, Andrés Ritter, Sylvie Rousvoal, Manoj Samanta, Gaelle Samson, Declan C. Schroeder, Béatrice Ségurens, Martina Strittmatter, Thierry Tonon, James W. Tregear, Klaus Valentin, Peter von Dassow, Takahiro Yamagishi, Yves Van de Peer, Patrick Wincker. The Ectocarpus genome and the independent evolution of multicellularity in brown algae

 

© «Как возникли высшие формы жизни? Геном бурых водорослей раскрывает тайны многоклеточности и фотосинтеза». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу К истокам живого. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday666
mod_vvisit_counterYesterday789
mod_vvisit_counterThis week4103
mod_vvisit_counterLast week5950
mod_vvisit_counterThis month13224
mod_vvisit_counterLast month29443
mod_vvisit_counterAll days4077113

We have: 82 guests, 1 bots online
Your IP: 54.161.49.216
 , 
Today: Авг 17, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.