濕石頭頂部的膠狀斑點(diǎn)導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)細(xì)菌可能幫助植物征服了土地。2006年，植物學(xué)家邁克爾·梅爾科尼安(Michael Melkonian)在距他所工作的德國(guó)科隆大學(xué)約50公里的工廠進(jìn)行植物采集之旅，發(fā)現(xiàn)了一種不尋常的藻類，這種藻類直到19世紀(jì)法國(guó)自然歷史學(xué)家的描述才知道?，F(xiàn)在，梅爾科尼安(Melkonian)和他的同事們分析了它的基因組以及一個(gè)近親的基因組，以追蹤對(duì)生命從水中出現(xiàn)至關(guān)重要的基因。這些基因中至少有兩個(gè)來(lái)自土壤細(xì)菌，很可能轉(zhuǎn)移到了這些藻類和陸地植物共有的祖先中。

測(cè)序這兩種藻類，Spirogloea muscicola和Mesotaenium endlicherianum“是早期植物進(jìn)化領(lǐng)域的一個(gè)里程碑，”簡(jiǎn)·德·弗里斯，在德國(guó)哥廷根格奧爾格八月大學(xué)的進(jìn)化植物學(xué)說(shuō)。與土壤細(xì)菌的聯(lián)系是一個(gè)額外的好處。佛羅里達(dá)大學(xué)蓋恩斯維爾分校的植物進(jìn)化生物學(xué)家帕梅拉·索爾蒂斯(Pamela Soltis)說(shuō)：“這種水平基因轉(zhuǎn)移可能有助于土地定居，這非常令人興奮。”盡管細(xì)菌交換基因已廣為接受，但將基因轉(zhuǎn)移到更復(fù)雜的生物體的例子仍存在爭(zhēng)議。她補(bǔ)充說(shuō)，如果這種情況持續(xù)下去，就說(shuō)明了這一過程對(duì)于進(jìn)化的重要性。

她和其他人數(shù)十年來(lái)一直對(duì)植物如何著陸感到困惑。比較近親基因組是一種追蹤陸地脂性狀何時(shí)發(fā)生的方法，但直到2012年，研究人員才認(rèn)為這些藻類(植物學(xué)植物科)屬于最接近陸地植物的藻類。大多數(shù)植物志藻科植物是水生的，具有龐大而復(fù)雜的基因組，但沒有麝香鏈球菌或endicherianum。它們的基因組不到人類基因組大小的十分之一，并且都生活在潮濕的表面上，這表明它們?cè)谀撤N程度上存在于地球上。

因此，Melkonian與加拿大埃德蒙頓艾伯塔大學(xué)的基因組學(xué)家Gane Ka-Shu Wong合作，對(duì)藻類基因組進(jìn)行了測(cè)序。然后他們將兩個(gè)基因組與九種陸地植物和其他藻類的基因組進(jìn)行了比較。研究人員在22個(gè)基因家族中發(fā)現(xiàn)了902個(gè)基因，這兩個(gè)半陸生藻類和陸地植物共有，而其他藻類則缺乏。這些基因代表著大約5.8億年前在這兩個(gè)群體在植物科本上彼此分離之前進(jìn)化的基因。

用于應(yīng)對(duì)缺水生活的基因組工具箱比研究人員所期望的要飽滿。共有的兩個(gè)基因家族編碼的基因可以幫助植物應(yīng)對(duì)干旱和其他脅迫。

令研究人員驚訝的是，這些基因也存在于土壤細(xì)菌中，而沒有其他生物。因?yàn)榧?xì)菌藻類進(jìn)化之前，研究人員得出結(jié)論：這些基因跳入這些藻類和陸生植物的共同祖先從附近土壤中的細(xì)菌，它們?cè)诮裉斓膱?bào)告細(xì)胞。由于聲稱細(xì)菌和更復(fù)雜的生物之間水平基因轉(zhuǎn)移的說(shuō)法經(jīng)常被認(rèn)為是污染，因此研究人員說(shuō)，他們確保測(cè)序的藻類是純凈的，并檢查了轉(zhuǎn)移基因旁邊的基因是否像植物一樣，而不是像細(xì)菌一樣。如果它們是污染物。“我堅(jiān)信論文中描述的兩個(gè)基因家族是從細(xì)菌中獲得的，”北卡羅來(lái)納州格林維爾的東卡羅來(lái)納大學(xué)植物生物學(xué)家黃金玲說(shuō)。

盡管新論文介紹了第一本公開的動(dòng)植物科植物基因組，但康奈爾大學(xué)的植物生物學(xué)家喬斯林·羅斯及其同事分析了另一種，瑪格麗塔酒。他們沒有尋找水平轉(zhuǎn)移的跡象，但是在11月8日的預(yù)印本上，他們報(bào)告了一些對(duì)土地適應(yīng)的證據(jù)，例如大量的細(xì)胞壁基因和應(yīng)對(duì)強(qiáng)光的基因。羅斯說(shuō)，這兩項(xiàng)研究“將拼圖中的關(guān)鍵部分最終揭示了允許陸地植物出現(xiàn)的進(jìn)化創(chuàng)新”。

此外，加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的名譽(yù)植物進(jìn)化生物學(xué)家詹姆斯·多伊爾(James Doyle)說(shuō)，Cell論文“確實(shí)以驚人的方式鞏固了植物科植物與陸地植物之間的關(guān)系。”同時(shí)，這兩個(gè)項(xiàng)目都表明“土地適應(yīng)早于土地”植物。”