Nowe mechanizmy ewolucji ciborowatych

Chromosomy, wiązki DNA występujące u wszystkich roślin i zwierząt, spajane są i kontrolowane przez tzw. centromer. U niektórych roślin i zwierząt centromer rozmieszczony jest na całej długości chromosomu, a chromosomy te nazywane są holocentrycznymi.

Najnowsze dane wskazują, że chromosomy holocentryczne wpływają na ewolucję gatunków, u których występują. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu "Holocentric chromosome evolution and the origins of biodiversity in a hyper-diverse plant lineage" (HOLOCHROMEVOL) badają to zjawisko u powszechnie występującego w Europie przedstawiciela rodziny ciborowatych, turzycy.

Turzyca to interesująca roślina: zmiany w chromosomach spowodowały powstanie znaczących różnic genetycznych w obrębie gatunku, a także duże zróżnicowanie gatunkowe (ponad 2000 gatunków). Rodzina ta posiada chromosomy holocentryczne, które prawdopodobnie wpływają na jej ewolucję.

Zespół przeprowadził długoterminowe doświadczenia hodowlane na turzycy, zarówno w obrębie pojedynczego gatunku, jak i między gatunkami. Wyhodowano kilka pokoleń roślin, krzyżowano je i zbierano do dalszej analizy.

Wykorzystano wysokoprzepustowe sekwencjonowania genetyczne w celu oceny zmian w chromosomach oraz ustalenia powiązań tego zjawiska z krzyżowaniem się tych roślin. Uczeni ustalili, że szybkość kiełkowania maleje w miarę nasilenia zmian w chromosomach.

To pierwszy dowód na to, że chromosomy holocentryczne mogą wpływać na rozmnażanie się (a tym samym ewolucję) organizmu. W ramach projektu HOLOCHROMEVOL powstał model in vivo, dzięki któremu inni naukowcy mogą badać zależności między chromosomami holocentrycznymi, ewolucją i specjacją gatunków.