解开地球上植物生命第一阶段的长期之谜

2020-02-04 461藻类

由Pierre-Marc Delaux博士(约翰·英纳斯中心/威斯康星大学麦迪逊分校)领导的一组科学家已经解开地球上植物生命第一阶段的长期之谜。

解开地球上植物生命第一阶段的长期之谜

来自威斯康辛大学麦迪逊分校(University of Wisconsin - Madison)约翰·英纳斯中心(John Innes Centre)的科学家团队和其他国际合作者,发现了一种古老的藻类是如何在进化成世界上第一种植物并在地球上开拓定植之前,能够在陆地上生存的。

直到现在一直认为藻类进化的能力生存必需的营养来源后,来到陆地上形成紧密结合,有益真菌叫做丛枝菌根(AM),今天仍然存在,这有助于植物根系从土壤获取营养和水分,以换取碳。之前发现的4.5亿年前的孢子化石与AM真菌的孢子类似,这表明这种真菌可能存在于第一批陆地植物遇到的环境中。在最古老的植物大化石细胞中也发现了史前真菌的遗迹,这进一步证实了这一观点。然而,科学家们还不清楚陆生植物的藻类祖先是如何存活了足够长的时间,从而促成了与真菌的交换安排。这项新发现指出,藻类在仍然生活在地球海洋的同时,也在发展这种关键的能力!

研究内容

Delaux博士和他的同事们分析了DNA和RNA的一些最早的陆生植物和绿色藻类和发现,他们共享藻的祖先生活在地球的水域已经拥有的一组基因,或共生的通路,它需要检测和AM真菌与有益。

这组科学家认为,这种能力对于藻类在水外生存和在地球上定居至关重要。通过与真菌合作寻找食物,藻类能够争取时间适应和进化到一个非常不同的和似乎贫瘠的环境。

Delaux博士说:“大约在4亿5千万年前,地球上的水藻溅到了贫瘠的土地上。不知何故,它幸存了下来,并在地球上扎根,这是开启地球生命进化的分水岭。我们的发现首次表明,藻类在水中时就已经知道如何在陆地上生存。如果没有藻类这种预先适应能力的发展,今天的地球可能会是一个非常不同的地方。

研究意义

“解开地球上植物生命第一阶段的长期之谜填补了我们关于地球上生命起源的集体知识的空白。如果没有一个全球科学家团队的奉献,包括由Gane KS Wong领导的1KP计划的巨大贡献,这一切都是不可能的。”

威斯康星大学的Jean-Michel Ane教授说:“令人惊讶的是在藻类中发现了让植物与共生真菌相互作用的机制。没有人研究过这些藻类的有益关联。”

引用

John Innes Centre. "Ancient alga knew how to survive on land before it left water and evolved into the first plant." ScienceDaily. ScienceDaily, 5 October 2015.
www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151005151419.htm.

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