一种生长在太平洋偏远岛屿上的小型、看似不起眼的蕨类植物于周五被授予吉尼斯世界纪录,因拥有地球上最大生物基因组。
新喀里多尼亚蕨类植物Tmesipterisoblanceolata的细胞核中所含的DNA数量比人类多50多倍。
科学家在一项新研究中表示,如果蕨类植物的一个细胞(宽度仅为几分之一毫米)的DNA被解开,它将延伸至106米(350英尺)。
如果直立起来,该DNA将比伦敦著名的大本钟所在的塔还要高。
蕨类植物的基因组重达160千兆碱基对(Gbp),这是DNA长度的测量单位。
它比之前的记录保持者——日本开花植物日本重楼(Parisjaponica)大7%。
人类基因组相对只有3.1Gbp。
如果我们的DNA被解开,它的长度大约为两米。
这项研究的共同作者、英国皇家植物园邱园研究员伊利亚·莱奇(IliaLeitch)告诉法新社,研究小组“真的很惊讶能发现比日本重瓣花还要大的东西”。
“我们原以为我们已经达到了生物学的极限。我们确实在向生物学的极限迈进,”她说。
这种蕨类植物高5至10厘米,仅分布在新喀里多尼亚。新喀里多尼亚是法属太平洋领土,最近出现了动乱。
研究小组的两名成员于2023年前往主岛大地岛,并与当地科学家合作开展研究,研究成果发表在《iScience》杂志上。
看似不起眼的新喀里多尼亚蕨类植物仅生长在偏远的太平洋岛屿上。
吉尼斯世界纪录授予该蕨类植物令人垂涎的“最大基因组称号”。
吉尼斯世界纪录执行编辑亚当·米尔沃德表示,“这种看上去无害的”蕨类植物获胜表明“纪录保持者并不总是外表最耀眼”。
基因组又是什么?
据估计,人类体内有超过30万亿个细胞。
每个细胞内都有一个含有DNA的细胞核,DNA就像一本“指导手册,告诉像我们这样的生物如何生活和生存”,莱奇解释道。
生物体的全部DNA被称为其基因组。
到目前为止,科学家已经估算出大约20,000个生物的基因组大小,这只是地球生命的一小部分。
在动物中,大理石肺鱼的体重最大,达130Gbp。
虽然植物拥有最大的基因组,但也有基因组非常小的。食肉植物金鳞藻的基因组只有0.06Gbp。
但是,与强大的T.oblanceolata相比,我们人类不必感到自卑。
所有证据表明,拥有庞大的基因组是一种劣势,莱奇说道。
你拥有的DNA越多,你的细胞就需要越大才能将其全部塞进去。
倒披针叶木(Tmesipterisoblanceolata)高5-10厘米。
对于植物来说,细胞越大意味着叶子的孔隙就越大,这会使它们生长得更慢。
复制所有DNA也更加困难,从而限制了它们的生殖能力。
这意味着最庞大的基因组出现在生长缓慢的多年生植物中,这些植物无法轻易适应逆境或应对竞争。
因此,基因组大小会影响植物如何应对气候变化、土地利用变化以及人类造成的其他环境挑战,利奇说。
那些DNA是用来做什么的?
某些地方可能还存在更大的基因组,但莱奇认为这种蕨类植物的基因组一定接近极限。
她说:“我无法理解拥有如此多DNA的生物体究竟如何发挥功能。”
她承认,科学家们并不知道如此庞大的基因组中大部分DNA的作用。
有人说其中大部分都是“垃圾DNA”。
“但这可能是我们自己的无知。也许它确实有某种功能,只是我们还没有发现,”莱奇说。
爱荷华州立大学植物学家乔纳森·温德尔(JonathanWendel)并未参与此项研究,他也认为蕨类植物所含的DNA数量“令人震惊”。
但他向法新社表示,这仅“代表了第一步”。
“所有这些变异的意义都是一个巨大的谜团——基因组如何增长和缩小,以及这些现象的进化原因和后果是什么?”