Биология

Красные водоросли выжили, даже потеряв четверть генов

Красные водоросли, растущие на побережье Южной Кореи

Debashish Bhattacharya/Rutgers University-New Brunswick

Исследователи из США и Южной Кореи выяснили, что предок водорослей отдела Rhodophyta потерял около четверти своего генофонда миллиард лет назад. Несмотря на это, его потомки до сих пор остаются доминирующими среди видов прибрежной растительности по всему миру. Статья ученых появилась на страницах журнала Nature Communications.

Красные водоросли отдела Rhodophyta включают фитопланктон и морские водоросли. Нори и другие красные водоросли являются одними из основных культур в Японии, Корее и Китае, где они применяются, в частности, в качестве компонента суши. Они также используются в качестве пищевых загустителей и эмульгаторов, а также в экспериментах по молекулярной биологии. В то же время экосистемам береговых линий угрожают вредители морских водорослей и инвазивные виды.

Известно, что сокращение количества генов в популяции делает ее более уязвимой. Это связано с тем, что теряются гены, которые могут пригодиться при изменении условий окружающей среды. Но красные водоросли смогли выжить и стать процветающим отрядом, хотя давным-давно потеряли около четверти своего генофонда. Это выяснили ученые из университетов Ратгерса и Сонгюнгван.

Авторы работы считают, что потеря 25% генетического материала была вызвана адаптацией предка красной водоросли к экстремальным условиям окружающей среды, таким как горячие источники или среда обитания с низким содержанием питательных веществ. Именно тогда геном этих водорослей стал меньше и специализированнее.

Ученые предположили, что предок красных водорослей был способен адаптироваться к изменяющимся световым условиям путем синтеза светособирающих комплексов. Результаты работы подтверждают эту гипотезу. Исследователи создали последовательность ДНК одноклеточной водоросли Porphyridium purpureum. Выяснилось, что многие дублированные, а также разнообразные семейства генов связаны с фикобилизомами — белками, которые захватывают и передают световую энергию в фотосистему II (белковый комплекс, поглощающий свет) для расщепления воды, что является первым шагом фотосинтеза.

Эта работа может помочь создать генетически измененные морские водоросли, которые могут использоваться в качестве сельскохозяйственных культур, помочь прогнозировать распространение вредителей этих микроорганизмов и — по мере потепления климата и возможного увеличения загрязнения — контролировать численность инвазивных морских водорослей.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.