Alte Algen konnten an Land überleben, bevor sie das Wasser verließen und sich zur ersten Pflanze entwickelten | 2020

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Anonim

Das Wissenschaftlerteam des John Innes Center, der University of Wisconsin - Madison und anderer internationaler Mitarbeiter hat herausgefunden, wie eine uralte Alge Land bewohnen konnte, bevor sie sich zur ersten Pflanze der Welt entwickelte und die Erde besiedelte.

Bisher war angenommen worden, dass die Alge die Fähigkeit entwickelt hat, wichtige Nährstoffe für ihr Überleben zu beschaffen, nachdem sie an Land angekommen ist, indem sie eine enge Verbindung mit einem nützlichen Pilz eingegangen ist arbuskuläre Mykorrhiza (AM), das heute noch existiert und Pflanzenwurzeln dabei hilft, Nährstoffe und Wasser aus dem Boden zu gewinnen, um Kohlenstoff zu erhalten. Die frühere Entdeckung von 450 Millionen Jahre alten versteinerten Sporen, die den Sporen der AM-Pilze ähnlich sind, legt nahe, dass diese Pilze in der Umgebung vorhanden gewesen wären, auf die die ersten Landpflanzen gestoßen sind. Überreste prähistorischer Pilze wurden auch in den Zellen der ältesten Pflanzenmakrofossilien gefunden, was diese Idee bestätigt. Den Wissenschaftlern war jedoch nicht klar, wie die Vorfahren der Algen von Landpflanzen lange genug überlebt haben könnten, um eine Gegenleistung mit einem Pilz zu erbringen. Dieser neue Befund deutet darauf hin, dass die Alge diese entscheidende Fähigkeit entwickelt, während sie noch in den Ozeanen der Erde lebt!

Dr. Delaux und Kollegen analysierten die DNA und RNA einiger der frühesten bekannten Landpflanzen und Grünalgen und fanden Hinweise darauf, dass ihr gemeinsamer Algen-Vorfahr, der in den Gewässern der Erde lebt, bereits über die Gene oder symbiotischen Pfade verfügt, die zum Auffinden und zur Interaktion erforderlich sind die nützlichen AM-Pilze.

Das Wissenschaftlerteam ist der Ansicht, dass diese Fähigkeit entscheidend dafür war, dass die Alge aus dem Wasser überleben und die Erde besiedeln konnte. Durch die Arbeit mit den Pilzen, um Nahrung zu finden, konnte die Alge Zeit gewinnen, um sich in einer ganz anderen und scheinbar unfruchtbaren Umgebung anzupassen und zu entwickeln.

Dr. Delaux sagte: "Irgendwann vor 450 Millionen Jahren spritzten Algen aus den Gewässern der Erde auf unfruchtbares Land. Irgendwie überlebte und wurzelte sie, ein Wendepunkt, der die Evolution des Lebens auf der Erde in Gang brachte. Unsere Entdeckung zeigt für Das erste Mal, dass die Alge bereits im Wasser an Land überleben konnte: Ohne die Entwicklung dieser vorgefertigten Fähigkeit in der Alge könnte die Erde heute ein ganz anderer Ort sein.

"Diese Erkenntnis hat eine Lücke in unserem kollektiven Wissen über die Ursprünge des Lebens auf der Erde geschlossen. All dies wäre ohne das Engagement eines weltweiten Wissenschaftlerteams, einschließlich eines enormen Beitrags der von Gane KS Wong geleiteten 1KP-Initiative, nicht möglich gewesen . "

Professor Jean-Michel Ané von der University of Wisconsin sagte: "Die Überraschung bestand darin, Mechanismen in Algen zu finden, die es Pflanzen ermöglichen, mit symbiotischen Pilzen zu interagieren. Niemand hat nützliche Assoziationen bei diesen Algen untersucht."

Diese Forschung wurde vom Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) und der US-amerikanischen National Science Federation finanziert.