Skip to main content

Adaptive mechanisms of ecological divergence in sibling allopolyploid lineages

Article Category

Article available in the folowing languages:

Podwojenie DNA = sukces adaptacyjny

Gatunek storczyka o nazwie kukułka lub inaczej Dactylorhiza jest nie tylko piękny, ale może też zajmować bardzo zróżnicowane stanowiska, od Alp do świeżych odpadków przemysłowych. Jego ciągle zmieniająca się genetyka, podatna na hybrydyzację i podwojenie chromosomu, jest kluczem do sprawności kolonizacyjnej tego storczyka.

Zdrowie

Uważa się, że hybrydyzacja poprzedzona przez podwojenie całego genomu (WGD) zapoczątkowała ewolucję roślin kwitnących. Zwielokrotnienie liczby chromosomów w nowo powstałych gatunkach hybrydowych daje początek tak zwanej allopoliploidii. Zazwyczaj następują później zmiany genomiczne i epigenomiczne poprawiające przystosowanie. Uczestnicy projektu POLYADAPTATION (Adaptive mechanisms of ecological divergence in sibling allopolyploid lineages) badali genetykę siostrzanych allopoliploidów kukułki. Celem było zbadanie, jak to iteracyjne mieszanie umożliwiło przystosowanie do różnych nisz ekologicznych. Analizując około jednego miliona zasad nukleotydowych, badacze stwierdzili, że w całym genomie brak jest różnicowania genetycznego mimo ewidentnych różnic fenotypowych. Jakkolwiek obserwując cztery różne gatunki, spostrzeżono bardzo słaby ślad geograficzny, pozwalający rozróżnić brytyjskie i skandynawskie linie. Sugeruje to, że w razie niewielkich przeszkód geograficznych, istnieje asymetryczny przepływ genetyczny miedzy poliploidami, który przeciwdziała zróżnicowaniu genetycznemu. Dalsze informacje znajdują się w dokumencie Ewolucja allopoliploidów u kukułki. Naukowcy badali również, jak okresowe WGD może wyzwalać zmienioną ekspresję genetyczną oraz zmieniać właściwości ekologiczne. Zwiększona nadekspresja genów była ewidentna u gatunków, które wyewoluowały później od tych, które są bardziej podobne do diploidalnych organizmów rodzicielskich. Wartościowa jest również inicjatywa nieobjęta finansowaniem projektu POLYADAPTATION, która w tym samym czasie dała początek katedrze Genomiki Ekologicznej Rośli na Uniwersytecie w Wiedniu. Dzięki nagrodzie START zorganizowano również dwa prestiżowe sympozja: Epigenetyka Ewolucyjna na XVIII Międzynarodowym Kongresie Botanicznym w Melbourne (Australia) w 2011 roku oraz na BioSystEU2013 w Wiedniu (Austria) w 2013 roku. Wyniki badania POLYADAPTATION pozwoliły poszerzyć wiedzę na temat roli poliploidii w ewolucji, która jest szczególnie istotna w przypadku przystosowywania i specjacji. Powiązania między poliploidią a funkcjonalną różnorodnością są interesującym źródłem potencjalnych informacji o genetycznych i epigenetycznych mechanizmach w obrębie populacji roślinnej.

Słowa kluczowe

Kukułka, hybrydyzacja, podwojenie całego genomu, allopoliploidy, epigenom

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania