Ученые из Университета Стерлинга обнаружили новый тип растений, произрастающих на Шетландских островах, эволюция которого произошла только за последние 200 лет.
Новое растение является потомком неместного вида, желтого обезьяньего цветка (Mimulus guttatus), который колонизировал Соединенное Королевство в викторианские времена. Он развился в результате удвоения числа хромосом, известного как дупликация генома или полиплоидия.
Растение, известное как «Шетландский обезьяний цветок», дает желтые цветы с небольшими красными пятнами. Он крупнее типичного обезьяньего цветка, а его цветки более открытые.
Исследователи говорят, что это важное открытие, поскольку оно показывает, что важный эволюционный шаг может произойти у неместных видов за короткий период времени, а не за тысячи лет.
Доцент доктор Марио Вальехо-Марин сказал: «Эволюция часто считается медленным процессом, занимающим тысячи или миллионы лет. Тем не менее, мы показываем, что важный эволюционный шаг может произойти через пару сотен лет».
Команда из Стерлингского отдела биологических и экологических наук, работающая с доктором Джеймсом Хиггинсом из Университета Лестера, провела испытания после «случайной встречи» с растением во время полевых исследований недалеко от Куарффа, Шетландские острова.
Под руководством научного сотрудника с докторской степенью доктора Виолетты Саймон-Поркар они измерили размер генома растения и обследовали 30 популяций обезьяноцветов из Шетландских островов и Великобритании.
Затем растения выращивали в контролируемых условиях и измеряли их цветочные и вегетативные характеристики для сравнения влияния дублирования генома на морфологию и время цветения.
Команда также провела генетический анализ для изучения связи между новым полиплоидным растением и другими популяциями на Шетландских островах.
Дупликация генома распространена в истории эволюции цветковых растений, и многие сельскохозяйственные культуры, такие как картофель, табак и кофе, являются полиплоидными. Однако в новейшей истории такое явление встречается редко.
Хотя дупликация генома, по-видимому, особенно распространена среди гибридов между разными видами, новое растение удвоило свой геном без гибридизации и имеет те же виды, что и его отец и мать.
Команда Стирлинга говорит, что молодые полиплоиды, такие как новое растение, дают возможность исследовать ранние стадии важного эволюционного процесса.
Доктор Вальехо-Марин сказал: «Тот факт, что новый полиплоид включает в себя неместное растение, очень важен, учитывая тот факт, что деятельность человека приводит к перемещению всех видов животных и растений далеко за пределы их естественной среды обитания. Это повышает вероятность того, что неместные виды могут все активнее участвовать в основных биологических процессах, включая формирование новых видов растений и животных».
Он продолжил: «Мы обнаружили, что дупликация генома оказывает непосредственное влияние на морфологию и жизненную стратегию этого растения. Растения с удвоенной ДНК в клетках производят более крупные цветы, более крупные листья, более толстые стебли, но они также занимают больше времени. зацвести.
"Хотя изменения такого типа предсказываются теорией, их демонстрация сложна, так как у более старых полиплоидов родительские виды могут отсутствовать или могли развиться после разделения полиплоидных и неполиплоидных линий."
Д-р Саймон-Поркар финансировался за счет постдокторской стипендии от Plant Fellows.