Гены бактерий помогли растениям переселиться на сушу

В 2006 году во время поездки на сбор растений примерно в 50 километрах от Кельнского университета в Германии, физиолог Майкл Мелконян натолкнулся на необычную водоросль, известную до тех пор только по описанию французского естествоиспытателя XIX века. Мелконян и его коллеги проанализировали его геном и геном близкого родственника, чтобы изучить гены, появившиеся при переходе жизни из воды.

Секвенирование этих двух водорослей — Spirogloea muscicola и Mesotaenium endlicherianum — важная веха в области ранней эволюции растений, ведь горизонтальная передача генов, возможно, способствовала колонизации земли. Хотя общепризнанно, что бактерии обмениваются генами, примеры переноса в более сложные организмы все еще остаются спорными.

С 2012 года ученые относят эти водоросли, принадлежащие к классу Zygnematophyceae, к наиболее близким к наземным растениям. Большинство Zygnematophyceae являются водными и имеют огромные, сложные геномы, но не S. muscicola или M. endlicherianum. Их геномы меньше, чем одна десятая размера человеческого генома, и оба живут на влажных поверхностях, что предполагает сближение с земным существованием.

Ученые сравнили два генома с геномами девяти наземных растений и других водорослей. Они обнаружили 902 гена в 22 семействах генов, которые разделяли две полуземные водоросли и наземные растения. Эти гены представляют собой те, что развились непосредственно перед расходом этих двух групп около 580 миллионов лет назад.

Два из общих семейств генов кодируют гены, которые помогают растениям справляться с высыханием и другими стрессами. К удивлению исследователей, эти гены присутствуют и в почвенных бактериях. Поскольку они эволюционировали до появления водорослей, ученые пришли к выводу, что эти гены прыгнули в общего предка водорослей и наземных растений из бактерий в близлежащей почве.

Фото: BARBARA AND MICHAEL MELKONIAN