Мистерията на необичаен бор „живо изкопаемо“ най-накрая е разгадана

През 1994 г. туристи откриват група странни дървета, растящи в каньон в Националния парк “Волеми”, на около 100 км западно от Сидни, Австралия. Един от тях се свързва с еколог от парковата служба, на който показва листа от дървото. В крайна сметка се установява, че екземплярът спада към древен вид, който по същество се е запазил непроменен от времето на динозаврите.

Наричан от някои "жива вкаменелост", борът Волеми (Wollemia nobilis) е почти идентичен със запазени останки, датиращи от периода креда (преди 145 милиона до 66 милиона години). В момента в дивата природа има едва около 60 от тези дървета, които са застрашени от горските пожари в региона.

Сега учени от Австралия, САЩ и Италия успяват да декодират неговия геном, хвърляйки светлина върху уникалната му еволюция и репродуктивни навици, което подпомага и усилията за опазването му. Докладът е публикуван в bioRxiv, като все още не е рецензиран.

Борът има 26 хромозоми, съдържащи зашеметяващите 12,2 милиарда базови двойки. За сравнение, хората имат само около 3 милиарда базови двойки. Въпреки размера на техния геном, боровете Wollemi са с изключително ниско генетично разнообразие, което потенциално може да се е оказало проблем, когато популацията намаляла драматично преди около 10 000 до 26 000 години.

Изглежда, че останалите в природата дървета се възпроизвеждат най-вече чрез клониране чрез издънка, при което издънките излизат от основата и се превръщат в нови дървета.

Малката им численост днес може да се дължи отчасти на големия брой транспозони или "скачащи гени" - участъци от ДНК, които могат да променят позицията си в генома. Тези елементи имат отношение и към размера на генома. „Най-малкият геном и най-големият геном на растението имат почти еднакъв брой гени. Големите разлики в размера обикновено идват от транспозоните“, казва за Live Science Джералд Шьонкнехт, директор на програмата за изследване на генома на растенията на Националната научна фондация (NSF). Шьонкнехт не участва в изследването, но финансирането е осигурено от NSF.

Тъй като транспозоните “скачат” на нови места, те могат да променят последователността от "букви" в ДНК молекула, като по този начин причиняват мутации в гените. Те могат да носят функционална ДНК или да променят ДНК на съответното място, където се "приземяват” и по този начин да имат значително въздействие върху еволюцията на организма.

Ако транспозоните са предизвикали вредни мутации, те може да са допринесли за намаляване на числеността на вида, предизвикано от променящия се климат и други фактори, казват изследователите. Също така, тези стресови условия може да са накарали растението да премине към клоново възпроизвеждане. А тъй като увеличаването на транспозоните корелира със сексуалното възпроизводство, преминаването към безполово възпроизвеждане може да е намалило потенциалното въвеждане на вредни мутации. Парадоксално, докато дърветата все още са разчитали на сексуално размножаване, транспозоните може да са изиграли роля в увеличаването на генетичното разнообразие и по този начин поне временно са ги направили по-устойчиви на променящите се условия.

Но декодирането на генома разкрива и защо борът Wollemi изглежда податлив на болести - по-специално на Phytophthora cinnamomi, патогенна водна плесен, която е смъртоносна.

Устойчивите на болести гени на дървото се потискат от вид собствена РНК, която е свързана с развитието на по-широки листа - боровете Wollemi, за разлика от повечето иглолистни дървета, имат широки листа (иглички).

Така че еволюцията на по-широките листа може да е довела до потискане на устойчивостта към болести и да е направила вида отворен за патогенни заплахи. P. cinnamomi е често срещан в култивираните растения.

И макар да остават само четири малки популации в дивата природа, тези борове са широко размножени в ботанически градини и други институции в опит да бъдат запазени и да се проучи тяхната уникална биология. Видът е квалифициран като критично застрашен от Международния съюз за защита на природата и природните ресурси (IUCN).

Поради тези причини анализът на генома на бора Wollemi е повече от научно любопитство – той има сериозни последици за оцеляването на вида.