الروعة الحياة على الأرض
سرخس احصل عليه على بعد 60 مليون سنة وبصرف النظر
اليسار، dryopteris Gymnocarpium. الحق، الهشة Cystopteris. الوسط الطفل حبهم × Cystocarpium roskamianum "الشكل A1 من Rothfels وآخرون عام 2015. اضغط على الصورة لالارتباط.
وقد غادر السرخس صغير متواضع العلماء في حيرة من امرهم في هذا الانجاز من الصخب الإنجابية أنها تمثل على ما يبدو.
السرخس، والعاشر Cystocarpium roskamianum (البادئة 'س' يدل على أنه هجين)، التي تم جمعها في جبال البيرينيه الفرنسية، على ما يبدو مزيج من اثنين من سرخس أنهم يعرفون جيدا.ورغم أن هذا السرخس عقيم عن العديد من السيارات الهجينة و(يعتقدون البغال)، فإنه تنتشر بلا تزاوج مع سهولة عن طريق تحت الأرض ينبع دعا جذور.
الهجينة مصنع شائعة، ومربي النباتات الاستفادة من النباتات على ما يبدو أكثر دعه يعمل موقف لحدود الأنواع لخلق الهجينة في كل وقت. وكما ترون في الصور أعلاه، xCystocarpium roskamianum تبدو الى حد كبير مثل وسيطة بين سرخس اثنين يقحم ذلك: Gymnocarpium dryopteris (البلوط سرخس)، و Cystopteris الهشة (سرخس الهش).
ولكن خلافا لمعظم الآباء الهجين النبات، هذه السراخس هما فقط ذات الصلة بعيدة - بعيدة جدا، في الحقيقة، أنهم حتى تم وضعها في عائلات مختلفة، الخلجان التطورية الأقوياء في عالم النبات.كان هذا السرخس جديد فعلا من نسل هذه السراخس اثنين؟ وإذا كان الأمر كذلك، كيف غير المرجح ان هؤلاء الآباء والأمهات اثنين؟ وقام فريق من العلماء الأمريكيين، الكندي، والهولندي أراد دليلا الجيني أن هذا هو ما حدث، وتساءلوا أيضا كيف بعيدة المتعلقة كان اثنين من الآباء المفترضة.
وكما ورد في عدد مارس من عالم الطبيعة الأمريكي ، قام العلماء بمقارنة تسلسل الجين علامة أظهرت في وقت سابق أن يكون خيارا جيدا لدراسة تطور سرخس، وأكد أن Cystocarpium الآباء الصورة كانت في الواقع سرخس dryopteris Gymnocarpium وسرخس غير محدد فيCystoperis الهشة مجمع (هناك العديد من السكان السرخس مربكة في هذه النسب لذلك لا يزال من المستحيل أن أقول بالضبط أي واحد). وكانوا حتى تتمكن من معرفة أي الوالد كان منها: فقط لأن البيض تساهم في العضيات الخلوية يسمى الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء إلى الأبناء وهذه العضيات تحتوي على الحمض النووي الخاصة بهم، فإنها يمكن أن نقول أنGymnocarpium كانت الأم، و Cystopteris الأب.
بعد مقارنة الحمض النووي للسرخس الأم، يحسب العلماء أن التاريخ الاختلاف على الأرجح كان حوالي 57900000 سنة، يعطي أو يأخذ بضع عشرة ملايين سنة. هذا هو مدهش. هذا هو ما يعادلها، يدعي مقدما البلاغ، فيل إنتاج ذرية مع خروف البحر (أ manaphant؟) أو الإنسان مع يمور (أ humur؟).
من ناحية أخرى، فإن الاختلاف من Cystocarpium كان من والديه طفيف - انها تختلف على الأكثر من طفرة نقطة واحدة من أحد والديه في جين فحص العلماء. من الإخصاب غريب التي أنتجت هجين حدث مؤخرا جدا في الواقع.
وبقدر ما يعرف العلماء، Cystocarpium يمثل أعمق الحدث التهجين الطبيعي على الاطلاق سواء في المملكة النباتية أو الحيوانية. وهناك أمثلة التي هي قريبة، وإن كان. ومن المثير للاهتمام، وأنهم جميعا يبدو أن يحدث في النباتات التي تعتمد على وسطاء غير الحية للمساعدة الحيوانات المنوية لقاء البيض، وهي الرياح والمياه. الصنوبريات والسراخس مثالان من النباتات التي تستخدم هذه النظم، ولكن خصوصا، لذلك النباتات المزهرة دعا الأعشاب. وهذا هو المثير للاهتمام لأنه، على النحو المذكور أعلاه، والأعشاب هي أيضا حاملي الرقم القياسي hyridization العميق الحالي بين النباتات المزهرة. وهناك استثناء واحد حيوان الممكن: توجد الهجينة القابلة للحياة على حد سواء في الأسر، وربما في البرية بين الطير غينيا والدجاج، والتي آخر سلف مشترك عاش قبل 30-70000000 سنوات.
اللمسات جود السرخس الصغير أيضا على أحد الأسئلة الكبيرة في علم الأحياء التطوري: ما هي المساهمات النسبية من تدفق الجينات (أي التهجين) مقابل تطور الحواجز الإنجابية لتوليد أنواع جديدة، وبالتالي التنوع البيولوجي؟ الحواجز الإنجابية هي الآليات التي تحول دون التهجين مثل الملقحات التي هي محددة لنوع، ولا سيما رقصات التزاوج أو طقوس أخرى، أو حتى عدم التوافق الخلوية التي تنهي تشكيل الجنين.
تدفق التهجين / الجينات يميل إلى التجانس السكان، في حين أن تشكيل حواجز التكاثر يسمح التكيف المحلي وتطور أنواع جديدة. يعرف العلماء بالفعل أن في عام (ومما لا يثير الدهشة)، ويعد له منذ مجموعتين من الكائنات فصل، وزيادة الحواجز الإنجابية بينهما. عادة، عدم توافق يحدث خلال بضعة ملايين من السنين . ولكن وتيرة ليست هي نفسها بين مجموعات مختلفة من الكائنات الحية. "ساعة التوافق" القراد أسرع لذبابة الفاكهة (أي أكثر من 4 ملايين السنين لعدم التوافق التناسلي) من للأسماك الشمس (37 مليون سنة تحت ظروف المختبر، 15 مليون سنة في البرية).
ويبدو أن النباتات المزهرة لهجن بسهولة أكبر من الحيوانات، ولكن يبدو أن الساعات عدم التوافق على وضع علامة في حوالي نفس المعدل. اثنين من الأعشاب - والتي في الواقع النباتات المزهرة على الرغم من افتقارها إلى الزهور واضحة - تمكن من هجن بعد 14 مليون سنة على حدة، ولكن هذا هو السجل الحالي. وبالتالي "مفاجأة على مواجهة العلماء Cystocarpium ، الذي الوالدين بدا القطيعة ليشمل فترة أطول من ذلك بكثير.
وعلى النقيض من النباتات التي تعتمد على القوات غير مبال الطبيعة للتزاوج، النباتات المزهرة غالبا ما تعتمد على الملقحات الحيوان، في حين تعتمد الحيوانات على أنظمة زميله التعرف معقدة، وكلاهما أنفسهم تخضع للانتقاء الطبيعي السريعة. الرياح والمياه ليست كذلك. والنتيجة هي أن الكائنات الحية مثل سرخس التي تعتمد على التوفيق المائية أو ملاحة الجوية هي أكثر عرضة للالتهجين (أي تدفق الجينات)، وبالتالي أقل عرضة للspeciate. ونتيجة لذلك، فهي أقل بكثير التنوع الحيوى. في الواقع، وقد وجدت العديد من الدراسات انخفاض معدلات أنواع جديدة في النباتات المزهرة التلقيح abiotically مقارنة مع أقاربهم التلقيح biotically.
هذا يثير احتمال إثارة للاهتمام أن أنماط التنوع الذي نراه اليوم ليست ناتجة فقط عن طريق الانتقاء على المستوى الفردي، ولكن أيضا عن طريق الانتقاء التي تعمل على مستوى أعلى، وهو مفهوم يدعى " اختيار الأنواع "التي دافع عنها ستيفن جاي غولد، من بين أمور أخرى. وإذا كانت فكرة لها ما يبررها، والسبب هناك الكثير من النباتات المزهرة وعدد قليل جدا من النباتات غير المزهرة، قد تضطر إلى القيام به مع أي التفوق الفطري أو الملاءمة خاصة من جانب النباتات المزهرة "لا شيء. بدلا من ذلك، قد يكون ببساطة أن النباتات غير المزهرة لديها معدل الولادة أقل من الأنواع.
كما وضعت الكتاب أنه "سبب واحد أننا نعيش في العالم مع أكثر من 250،000 نوع من النباتات المزهرة ولكن فقط حوالي 10،000 الأنواع السرخس (وحوالي 1،000 عاريات البذور، 1،200 lycophytes، 12،000 الطحالب، 9،000 liverworts، و 100 hornworts) قد يكون مجرد أن السكان الأنساب غير المزهرة يستغرق وقتا أطول لتحقيق الانفصال الجيني الكامل عن بعضها البعض لأن لديهم عدد أقل من آليات لمنع الحيوانات المنوية من نوع واحد من مواجهة البيضة من آخر ".
على هذا النحو، Cystocarpium قد توفر أدلة قوية على أن أكثر تطورا وتنوعها ليست أفضل بالضرورة - مختلفة تماما.
إشارة
Rothfels CJ، بيتر H. Hovenkamp، ديفيد L. سوفورد، هاري C. روسكام، كريستوفر فريزر-جنكينز، مايكل D. ويندهام وكاثلين M. Pryer (2015). التهجين الطبيعي بين أجناس هذا تباعدت عن بعضها البعض ما يقرب من 60 مليون سنة مضت، عالم الطبيعة الأمريكية، 185 (3) 433-442.DOI: http://dx.doi.org/10.1086/679662
نبذة عن الكاتب: جنيفر فريزر هو الحائز على جائزة AAAS العلوم الصحافة الكاتب العلوم. لديها شهادات في علم الأحياء، وعلم الأمراض النباتية / علم الفطريات، والكتابة والعلوم، وقضى ساعات كثيرة سعيدة دراسة حياة في الموقع . اتبع على التغريد JenniferFrazer .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق