Древние растения колонизировали Землю благодаря генам бактерий и грибов

Биологи Университета Восточной Каролины установили, как растения смогли колонизировать древнюю Землю. Причиной эволюции стали гены, полученные от бактерий, сообщает Molecular Plant.

«Наше исследование меняет общепринятый взгляд на эволюцию наземных растений», – подчеркнули авторы.

Горизонтальный перенос генов (HGT) подразумевает перемещение генетических материалов между организмами разных видов. Обмен геномами часто встречается у бактерий. Он способствует, в частности, быстрому распространению устойчивости к лекарствам. Но роль HGT у сложных организмов остается спорной.

Традиционно считалось, что эукариоты используют вертикальную передачу генов. В таком случае гены передаются от родителей к детям и постепенно мутируют, накапливая изменения.

Авторы нового исследования впервые установили, что горизонтальный перенос генов может часто встречаться у растений. Они секвенировали геном 31 растения из четырех групп, включающих мхи, папоротники, деревья и зеленые водоросли (чарофиты).

Результаты показали, что почти 600 семейств генов в современных растениях были переданы от других организмов, преимущественно бактерий и грибов. Команда выявила два основных эпизода HGT во время ранней эволюции чарофитных водорослей и наземных растений. В те периоды более ста семейств генов перешли от микробов к растениям.

Исследование показало, что горизонтальный перенос генов играет значительную роль в эволюции наземных растений. Он позволяет растениям быстро приобретать новые черты, и некоторые из них помогают организмам адаптироваться к совершенно новой среде – например, суше после выхода из воды.

Так, гены позднего эмбриогенеза, полученные от бактерий, помогают приспособиться к более сухим условиям. Ген переносчика аммония, полученный от грибов, помогает растениям поглощать азот из почвы для роста.

Исследование еще не завершено. Команда планирует продолжить изучение перенесенных генов у мохообразных, которые относятся к группе растений, включающей мхи.