20:01 2023-06-06
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Studiul sugerează că speciile de copaci cu viață lungă joacă un rol mai mare în generarea diversității genetice
_ Studiul sugerează un copac cu viață lungă speciile joacă un rol mai mare în generarea diversității genetice
Un studiu al relației dintre rata de creștere a copacilor tropicali și frecvența mutațiilor genetice pe care le acumulează sugerează că copacii mai bătrâni, cu viață lungă, joacă un rol mai mare în generarea și menținând diversitatea genetică decât copacii cu viață scurtă.
Studiul, publicat astăzi ca Reviewed Preprint în eLife, oferă ceea ce editorii descriu drept dovezi convingătoare că speciile de arbori dobândesc mutații la un rata anuală similară, independent de diviziunea celulară și indiferent de rata lor de creștere.
Descoperirile pot fi folosite pentru a informa strategiile de conservare a ecosistemelor, în special în pădurile tropicale din Asia de Sud-Est, care sunt amenințate de schimbările climatice și defrișarea.
„Biodiversitatea rezultă în cele din urmă din mutații care oferă variații genetice pentru ca organismele să se adapteze la mediul lor”, explică coautorul principal Akiko Satake, profesor la Departamentul de Biologie, Facultatea de Științe, Universitatea Kyushu. , Japonia. „Cu toate acestea, cum și când apar aceste mutații în mediile naturale este puțin înțeles.”
Mutațiile somatice sunt modificări spontane ale ADN-ului unui organism care apar pe parcursul vieții sale. Acestea pot apărea din cauza unor factori externi, cum ar fi radiațiile ultraviolete, sau din cauza unor factori interni, cum ar fi erorile de replicare a ADN-ului. Nu este clar care dintre acești factori cauzează mutații mai frecvent, în special în ecosistemele tropicale și copacii, care nu sunt la fel de bine caracterizați ca omologii lor mai temperați.
Pentru a înțelege mai bine acest lucru, Satake și colegii au examinat ratele. și modele de mutații somatice la două specii de arbori tropicali originari din centrul Borneo, Indonezia: Shorea laevis (S. laevis) cu creștere lentă și S. leprosula cu creștere rapidă. Specia S. leprosula crește de peste trei ori mai repede decât S. laevis.
Compararea mutațiilor somatice ale celor două specii de arbori a permis echipei să obțină informații despre impactul ratei de creștere asupra acumulării acestor mutații. , și rolul său potențial în stimularea evoluției și a diversității speciilor.
Ei au colectat șapte mostre de ADN din frunzele de la cel mai înalt nivel al ramurilor copacilor, precum și mostre din trunchiul fiecărui copac, însumând 32 de mostre. . Lungimea și diametrul arborilor la înălțimea sânului a fost utilizată pentru a determina vârsta medie a fiecărei specii din zona de prelevare. Copacii S. laevis aveau în medie 256 de ani, în timp ce arborii S. leprosula aveau în medie 66 de ani.
Pentru a identifica mutațiile prezente, echipa a construit un set de date genetice de referință pentru fiecare specie de copac, folosind ADN colectat din frunze. Secvența genomului a fost determinată folosind o tehnică numită PacBio RS II cu citire lungă și secvențierea Illumina cu citire scurtă. Echipa a extras ADN de două ori din fiecare probă, permițându-le să identifice variantele unice de nucleotide (SNV) în cadrul aceluiași individ, identificându-le pe acelea care erau identice între cele două probe.
S-a constatat că majoritatea mutațiilor sunt prezente. într-o singură ramură de copac. Cu toate acestea, unele mutații au fost găsite în mai multe ramuri, ceea ce sugerează că acestea au fost transmise între ramuri la un moment dat în timpul creșterii arborelui.
La ambele specii, echipa a observat o creștere liniară a numărului de mutații cu fizice. distanța dintre ramuri. Rata mutațiilor pe metru a fost în medie de 3,7 ori mai mare la S. leavis cu creștere lentă decât la S. leprosula cu creștere rapidă, ceea ce sugerează că arborii cu creștere lentă acumulează mai multe mutații somatice.
Cu toate acestea, când se contabilizează diferențele dintre ratele de creștere și se calculează rata mutațiilor pe an, cele două specii au avut rate egale. Această descoperire sugerează că mutațiile somatice se acumulează într-un mod asemănător unui ceas pe măsură ce un copac îmbătrânește, independent de replicarea ADN-ului și rata de creștere.
„De asemenea, am descoperit că mutațiile somatice sunt neutre în cadrul unui individ, adică nu sunt nici benefice, nici în detrimentul supraviețuirii. Cu toate acestea, acele mutații transmise generației următoare sunt supuse unei selecții naturale puternice în timpul germinării semințelor. și creșterea”, spune coautorul principal Ryosuke Imai, cercetător post-doctoral în cadrul Departamentului de Biologie, Facultatea de Științe, Universitatea Kyushu.
„Acest lucru sugerează că mutațiile somatice se acumulează în timp, iar copacii mai bătrâni contribuie mai mult spre generarea de variații genetice și adaptare la mediul lor, crescând astfel șansele de supraviețuire a speciei lor.”
Imai și colegii încurajează continuarea cercetărilor în acest domeniu. În special, ei spun că modelarea matematică ar fi necesară pentru a lua în considerare diviziunea asimetrică a celulelor în timpul alungirii și ramificării pentru a valida în continuare constatările.
„În copaci, mutațiile somatice pot fi transmise la semințe, rezultând în variații genetice bogate în generațiile ulterioare”, afirmă unul dintre autorii Masahiro Kasahara, profesor asociat la departamentul de biologie computațională și științe medicale, Universitatea din Tokyo, Japonia. „În vreme ce pădurile tropicale tropicale din Asia de Sud-Est se confruntă cu amenințările schimbărilor climatice și defrișărilor, studiul nostru sugerează că copacii cu viață lungă pot juca un rol crucial în menținerea și creșterea variației genetice a acestor sisteme tropicale.”
Comentarii:
Adauga Comentariu