През 1994 г. туристи откриха група странни дървета, растящи в каньон в националния парк Wollemi, на около 60 мили (100 километра) западно от Сидни, Австралия. Един турист уведомил натуралист от парковата служба, който след това показал екземпляри от листа на ботаник. В крайна сметка беше установено, че представляват древен вид, който по същество е бил замразен във времето, откакто динозаврите са бродили по Земята.
Наричан от някои „жива вкаменелост“, борът Wollemi (Wollemia nobilis) е почти идентичен със запазените останки, датиращи от Период креда (преди 145 милиона до 66 милиона години). Сега има само 60 от тези дървета в дивата природа — и тези упорити оцелели са застрашени от горски пожари в региона. Смята се, че е изчезнал преди около 2 милиона години.
Сега учени от Австралия, Съединените щати и Италия имат декодира своя геном, хвърляйки светлина върху неговата уникална еволюция и репродуктивни навици, както и подпомагайки усилията за опазване. Документът беше публикуван в базата данни за предпечат bioRxiv на 24 август и не беше прегледан от партньори.
Свързани: Най-дълбокият каньон в света е дом на най-високото дърво в Азия – и китайски учени го откриха едва сега
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 предполага пречка (когато популацията е намаляла драматично) преди около 10 000 до 26 000 години.
Всъщност растенията не обменят много генетичен материал. Останалите дървета изглежда се възпроизвеждат най-вече чрез клониране чрез издънка – при което издънките излизат от основата и се превръщат в нови дървета.
Тяхната рядкост 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 също отчитат размера на генома. „Най-малкият геном на растението и най-големият геном на растението имат почти еднакъв брой гени. Големите разлики в размера обикновено идват от транспозони“, каза Джералд Шьонкнехт, програмен директор на програмата за изследване на генома на растенията на Националната научна фондация пред Live Science. Schoenknecht не е участвал в изследването, но NSF е осигурил финансиране.
Като транспозони скок на нови места, те могат да променят последователността на „буквите“ в ДНК молекула, като по този начин причиняват или обръщат мутации в гените. Те могат да носят функционална ДНК със себе си или да променят ДНК на мястото на вмъкване 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 населението, предизвикано от променящия се климат и други фактори, казаха изследователите. Тези стресови условия може да са накарали растението да премине към клоново възпроизвеждане. Тъй като увеличаването на транспозоните корелира със сексуалното възпроизводство, промяната към безполово възпроизвеждане може да е намалила потенциалното им въвеждане на вредни мутации. Парадоксално, докато дърветата все още разчитаха 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.
„В 99% от всички случаи мутациите вероятно не са добра идея“, каза Шьонкнехт. „Но в продължение на милиони години 1%, който помага, може да придвижи вида напред. В този случай може да е било малко предимство.“
Декодирането на генома също разкри защо борът Wollemi изглежда податлив на болести – по-специално, Phytophthora cinnamomi, патогенна водна плесен, която причинява отмиране. 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 игли.
Така че еволюцията на по-широките листа може да е довела до потискане на устойчивостта към болести и е отворила вида за патогенни заплахи – които може да са били неволно проследени от туристи, които незаконно са посетили защитеното място. P. канела е често срещано в култивираните растения.
Въпреки че само четири малки популации остават в дивата природа, боровете са широко размножени от ботанически градини и други институции в опит да ги запазят и да проучат уникалната им биология. Видът се счита за критично застрашен от IUCN.
По този начин анализът на генома на бора Wollemi не е просто академично любопитство – той има сериозни последици за оцеляването на вида.