從石南花到西紅柿,類固醇包括約100,000種開花植物。到目前為止,他們的家庭關(guān)系尚未完全闡明。波恩大學(xué),賓夕法尼亞州立大學(xué)(美國(guó))和復(fù)旦大學(xué)(中國(guó))的一項(xiàng)新研究現(xiàn)已在某種程度上彌補(bǔ)了這一知識(shí)鴻溝。這是有史以來(lái)針對(duì)星狀體進(jìn)行的最詳細(xì)的系統(tǒng)發(fā)育分析。該研究結(jié)果已發(fā)表在《分子生物學(xué)與進(jìn)化》雜志上。
進(jìn)化是一個(gè)逐漸變化的過(guò)程。因此,通常,生物體彼此之間的差異越顯著,因?yàn)樗鼈兊陌l(fā)育路徑分開了。這種聯(lián)系在其基因中比在其外表上更為明顯。因此,對(duì)許多物種的遺傳構(gòu)成進(jìn)行比較,就可以重建其家譜。
這正是參與研究的研究人員所做的。波恩大學(xué)內(nèi)斯植物生物多樣性研究所的馬克西米利安·魏根德教授解釋說(shuō):“對(duì)于總共365個(gè)不同物種,我們平均分析了這些植物中活躍的1000多個(gè)基因。” “這使迄今為止我們對(duì)星號(hào)群的研究成為該植物群上最大的此類研究。”
在類固醇中有各種各樣的物種,例如咖啡,石南花,甚至是山楂,它們?cè)隈R達(dá)加斯加都被發(fā)現(xiàn),類似于水蕨??傮w而言,該組包括約100,000種,約占全球所有開花植物的四分之一。它們的外觀和所占據(jù)的生態(tài)位也不同。
家譜馬賽克中的不確定瓷磚
該組分為多個(gè)訂單,每個(gè)訂單又分解為不同的植物系列。這些亞組在家族樹中的位置一直是一個(gè)爭(zhēng)論的問(wèn)題。如果家庭關(guān)系是一個(gè)馬賽克,那么許多瓷磚的位置仍然不確定。
現(xiàn)在的研究已經(jīng)在某種程度上改變了這一點(diǎn)。魏根德強(qiáng)調(diào)說(shuō):“我們選擇了研究的物種來(lái)涵蓋所有植物綱目和幾乎所有的甾體科。” “其血統(tǒng)仍不清楚的亞組尤其有代表性。”
這使研究人員能夠闡明一些懸而未決的問(wèn)題,例如紫草科的位置,例如包括“勿忘我”。但是,其他領(lǐng)域又出現(xiàn)了新的問(wèn)題-研究人員現(xiàn)在知道,在鑲嵌圖的哪些點(diǎn)上,他們必須對(duì)其他植物的基因組進(jìn)行測(cè)序,以闡明尚存的問(wèn)題。因此,這項(xiàng)研究是重要的一步,參與項(xiàng)目和其他工作組的人員現(xiàn)在可以在此基礎(chǔ)上開展工作。
在210種新研究的植物中,有99種來(lái)自波恩大學(xué)植物園。魏根德說(shuō):“由于其高質(zhì)量,來(lái)自活植物的DNA所得出的結(jié)論比從已經(jīng)保存在博物館數(shù)十年的植物標(biāo)本室獲得的結(jié)論更為精確。” “您將不得不前往40多個(gè)不同的國(guó)家,以從野外收集這里使用的樣本,并且可能會(huì)忙很多年。” 研究人員強(qiáng)調(diào),由于現(xiàn)代方法可以用來(lái)回答新的問(wèn)題,因此植物園中的活物已成為越來(lái)越重要的研究和開發(fā)資源。“與此同時(shí),從其他國(guó)家合法獲取植物材料的合法性變得越來(lái)越困難,這進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了館藏的重要性。”
對(duì)200多個(gè)物種中的數(shù)百個(gè)基因進(jìn)行測(cè)序會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。用計(jì)算機(jī)評(píng)估這些對(duì)軟件和硬件有巨大的需求。Maximilian Weigend解釋說(shuō):“這些序列主要是由賓夕法尼亞州立大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)的合作伙伴評(píng)估的。” 如今,這類大規(guī)模調(diào)查只能在國(guó)際合作中進(jìn)行。”
結(jié)果使得有可能比以前更精確地了解開花植物的進(jìn)化。植物學(xué)家強(qiáng)調(diào),盡管這是基礎(chǔ)研究,但它也具有切實(shí)的實(shí)際意義,例如,如果您想了解植物在過(guò)去對(duì)變化的氣候條件有何反應(yīng),以及現(xiàn)在或?qū)?lái)對(duì)環(huán)境條件的變化有何影響可能。他解釋說(shuō):“此外,人類使用的許多重要農(nóng)作物都是甾體,從馬鈴薯到獼猴桃和咖啡。”
許多物種還產(chǎn)生重要的物質(zhì),可能成為未來(lái)藥物的基礎(chǔ)。而且,如果您正在尋找植物替代劑的替代品,那么最好看看相關(guān)物種。魏根德:“這是為什么要盡可能詳細(xì)了解小行星的家譜很重要的另一個(gè)原因。”