Nel 1994, degli escursionisti scoprirono un gruppo di strani alberi che crescevano in una valle nel Parco Nazionale di Wollemi, a circa 60 miglia (100 km) a ovest di Sydney, in Australia. Un escursionista ha informato un naturalista del Park Service, che ha poi mostrato campioni di foglie al botanico. Alla fine si è stabilito che rappresentavano una specie antica che era rimasta sostanzialmente congelata nel tempo da quando i dinosauri vagavano per la Terra.
Chiamato da alcuni un “fossile vivente”, il pino di Willemme (Williamia nobilis) è quasi identico ai resti conservati risalenti al Paleolitico Periodo Cretaceo (da 145 milioni a 66 milioni di anni fa). Ora ci sono solo 60 di questi alberi rimasti allo stato selvatico e questi ostinati sopravvissuti sono minacciati dagli incendi boschivi nella regione. È stato Si ritiene che sia estinto Circa 2 milioni di anni fa.
Ora, scienziati provenienti da Australia, Stati Uniti e Italia hanno fatto proprio questo Decodificarne il genoma, evidenziando il loro sviluppo unico e le loro abitudini riproduttive, oltre a sostenere gli sforzi di conservazione. L’articolo è stato pubblicato nel database di prestampa bioRxiv il 24 agosto e non è stato sottoposto a revisione paritaria.
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Pino Ha 26 cromosomi Contiene l’incredibile cifra di 12,2 miliardi di paia di basi. In confronto, gli esseri umani hanno solo circa 3 miliardi di paia di basi. Nonostante le dimensioni del loro genoma, i pini willem hanno una diversità genetica estremamente bassa, suggerendo la presenza di un collo di bottiglia (quando le popolazioni diminuirono drasticamente) da circa 10.000 a 26.000 anni fa.
In effetti, le piante non si scambiano molto materiale genetico. Gli alberi rimanenti sembrano riprodursi per lo più clonandosi attraverso il taglio, dove i polloni emergono dalla base e diventano nuovi alberi.
La loro rarità potrebbe essere dovuta in parte al gran numero di trasposoni, o “geni saltatori” – tratti di DNA che possono cambiare la loro posizione all’interno del genoma. Questi elementi rappresentano anche la dimensione del genoma. “Il genoma vegetale più piccolo e il genoma vegetale più grande hanno all’incirca lo stesso numero di geni”, ha detto a WordsSideKick.com Gerald Schoenknecht, direttore del programma di ricerca sul genoma vegetale della National Science Foundation. “Le grandi differenze di dimensioni di solito derivano dai trasposoni.” Schönknecht non è stato coinvolto nella ricerca, ma la National Science Foundation ha fornito i finanziamenti.
Piace Trasposoni Saltando in nuove posizioni, possono cambiare la sequenza delle “lettere” nella molecola del DNA, provocando o invertendo così le mutazioni genetiche. Possono portare con sé DNA funzionale o cambiamenti del DNA nel sito di inserimento, avendo così un impatto importante sull’evoluzione dell’organismo.
Se i trasposoni causassero mutazioni dannose, potrebbero aver contribuito al declino della popolazione a causa del cambiamento climatico e di altri fattori, hanno detto i ricercatori. Queste condizioni di stress potrebbero aver spinto la pianta a passare alla riproduzione clonale. Poiché l’aumento dei trasposoni è associato alla riproduzione sessuale, il cambiamento nella riproduzione asessuata potrebbe aver ridotto la possibilità che introducano mutazioni deleterie. Paradossalmente, mentre gli alberi dipendevano ancora dalla riproduzione sessuale, i trasposoni potrebbero aver avuto un ruolo nell’aumento della diversità genetica, rendendoli così, almeno temporaneamente, più resistenti al cambiamento delle condizioni.
“Nel 99% dei casi, le mutazioni probabilmente non sono una buona idea”, ha detto Schocknecht. “Ma nel corso di milioni di anni, l’1% che aiuta può far avanzare una specie. In questo caso potrebbe essere stato un piccolo vantaggio.”
La decodifica del genoma ha anche rivelato perché il pino di Wollemi è così suscettibile alle malattie – in particolare, Phytophthora cinnamomiÈ una muffa acquatica patogena che provoca la morte. I geni resistenti alle malattie dell’albero sono repressi da un tipo di RNA associato allo sviluppo di foglie più larghe. I pini tigli, a differenza della maggior parte delle conifere, hanno aghi larghi.
Pertanto, lo sviluppo di foglie più larghe potrebbe aver soppresso la resistenza alle malattie e aperto la specie a minacce patogene, che potrebbero essere state inavvertitamente individuate dagli escursionisti che hanno visitato illegalmente l’area protetta. P. cinnamomi Comune nelle piante coltivate.
Anche se allo stato selvatico rimangono solo quattro piccole popolazioni, i pini sono stati ampiamente propagati dai giardini botanici e da altre istituzioni nel tentativo di conservarli e studiare la loro biologia unica. Questa specie è considerata in grave pericolo di estinzione Dall’Unione Internazionale per la Conservazione della Natura.
Analizzare il genoma del pino Wollemi non è quindi solo una curiosità accademica, ma ha gravi implicazioni per la sopravvivenza di questa specie.
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