从海洋到陆地,生命的进化经历了什么?

2023-01-01 11:34:12   第一文档网     [ 字体: ] [ 阅读: ] [ 文档下载 ]
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在离我们很久很久很久的 24 亿年前,地球还是一片汪洋大海。当新的陆地 从海洋中钻出来时,会带来气候的变化,由此也促使了地球上复杂生命体 的出现,如只能在水中繁衍的简单细菌被更复杂的藻类、植物和真菌所取 代。随着环境的变化,原先只能在水中生存的生命逐渐向陆地迁移。

生物从水中向陆地的迁移,即所谓的 “陆地化 ”,是地球上生命进化过程中最重要的节点之一, 如果没有它,我们人类这个物种就不会存在。由来自中国、德国、加拿大和俄罗斯的一个国 科学家小组进行的一项最新研究就揭示了植物祖先陆地化的研究成果。

从水中到陆地 —— 大自然的鬼斧神工 生物从水中过渡到陆地,其实是源于

“自然 ”的基因工程,迁移的秘密就在于 “基因水平转移

基因水平转移

horizontal gene transfer HGT 是相对于基因垂直转移(亲代传递给子代)而提出的,发生在不同物种之间,是指在差异生 物个体之间,或单个细胞内部细胞器之间所进行的遗传物质的交流。它打破了亲缘关系的界 限,使基因流动的可能变得更为复杂。

就拿我们都不陌生的绿藻来举例,德国科隆大学的教授 Michael Melkonian 解释说 : “数亿年来, 绿藻都生活在淡水环境中,但是它们的生存地会周期性地变干,形成小水坑、河床或滴水的 岩石等。 ”在自然界,适者生存,为了适应变化的环境, “这些藻类与土壤细菌的某些关键基 因融合,从而使它们和它们的后代能够适应恶劣的陆地环境,最终进化成我们今天看到的陆 地植物群落。

一切始于转基因

研究人员们通过系统比较进化基因组学研究发现,一组名为 Zygn ematophyceae的绿藻很可能

是陆生植物(胚胎植物)的姊妹群落。这一结果是在对两种特殊藻类进行测序的过程中发现 的。

他们研究了这种绿藻早期分化的两个种类 Spirogloea muscicola gen. nov. Mesotaenium

endlicherianum 的基因组序列,并得出结论:它们与最早分化的陆生植物(即苔藓植物)的 栖息地相同,而

判断的依据就是从中提取的基因。这两种藻类中都含有很多转录因子,或与 植物激素、抗旱抗逆等相关的基因家族,而科学家们发现这些基因源于

胚胎植物共同的祖先,并通过土壤细菌基因水平转移而获得。

Zygn ematophyceae


这项研究是一个国际项目的一部分,该项目致力于对一万多种植物的基因组进行测序。该项 目的主: “在



要负责人之一,中国农业科学院深圳农业基因组研究所首席研究员程时峰表示 因组学时代,系统比较进化基因组学是从基因挖掘层面研究祖先植物陆地化分子基础的强有 力策略。


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