研究人员说,植物王国的进化有了新的进展
研究人员发现了植物生物学进化的新见解,有效地重写了它们在过去十亿年中如何适应的历史。
根据研究结果,随着时间的推移,植物逐渐发展出它们的设计,但伴随着创新的爆发,以克服和适应环境挑战。
专家表示,这项研究推翻了长期以来的观点,即植物类型的基本范围与动物一样,是在进化史早期的一次大爆发的突然变化中进化而来的。
令人惊讶的是,结果显示植物的进化有点混合,长期的渐进变化被短期的大规模创新打断,克服了在干旱陆地上生活的挑战
该研究的主要作者之一、布里斯托尔大学古生物学教授菲利普·多诺霍说:“尽管植物在设计和组织上非常多样化,但它们有一个共同的祖先,在10亿多年前起源于海洋。”
“我们想测试它们是否真的是在历史早期的大爆炸中进化而来,还是它们的进化是一个更缓慢、更持续的过程。
“令人惊讶的是,结果显示植物的进化有点混合,长期的渐进变化被短期的大规模创新打断,克服了在干旱陆地上生活的挑战。”
科学家们分析了248种植物,从单细胞的池塘浮藻和海藻到陆地植物,包括苔藓和蕨类植物,再到松树、针叶树和开花植物。
研究人员还研究了大约160个仅从化石记录中已知的灭绝物种,包括生活在4亿多年前的泥盆纪Rhynie Chert的物种。
研究人员通过将植物设计分解成它们的组成部分,并记录每个主要群体(活的和化石的)中存在或不存在的成分,进行了13万多次观察。
他们测量了各组之间的总体相似性和差异性,以及它们是如何随时间变化的。
科学家们还试图确定导致这些进化创新的原因,比如孢子、种子、根、叶、花粉和花的引入。
该研究的主要作者之一、布里斯托大学生物科学研究助理詹姆斯·克拉克博士说:“我们发现,植物解剖结构的变化与整个细胞基因组成翻倍的事件有关。”
“这种情况在植物进化史上发生过很多次,这是基因组复制过程中出现错误的结果,产生了基因的副本,这些基因可以自由地突变并进化出新的功能。”
然而,植物解剖进化的主要脉冲被发现与在日益干燥的环境中生存和繁殖的挑战有关,与植物从海洋到陆地的出现有关。
该研究的主要作者之一桑迪·赫瑟林顿博士说:“总的来说,植物解剖设计进化过程中的间歇性脉冲模式与动物和真菌等其他多细胞复杂生命领域的模式相匹配。”
“这表明它从一开始就是复杂多细胞生命的一般模式和蓝图。”
研究结果发表在《自然植物》杂志上。