蕨类植物成为亚目中第一个被归类为独立配子体的植物

  • 发布时间:2024-08-13 10:08:55 来源:
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导读 东京都立大学的研究人员发现,蕨类植物 Hymenasplenium murakami-hatanakae 可以成为独立的配子体,即在没有产孢孢子的孢子体的情况下也...

东京都立大学的研究人员发现,蕨类植物 Hymenasplenium murakami-hatanakae 可以成为独立的配子体,即在没有产孢孢子的孢子体的情况下也能存活很长时间。该研究发表在《植物研究杂志》上。

他们从日本伊豆大岛采集了标本,并通过 DNA 分析表明,这种亚目蕨类植物(占地球上蕨类植物的 30%)属于这一稀有类别。进一步研究该物种有望揭示更多有关蕨类植物如何多样化和适应的信息。

植物和藻类的“世代交替”是它们繁殖的复杂循环。每个物种在周期内都有两个“世代”;孢子体有两组染色体(二倍体),配子体只有一组染色体(单倍体)。

当配子体成熟时,它们会产生配子,这些配子融合在一起形成二倍体合子(“受精卵”细胞)。合子继续分裂,最终成为孢子体。孢子体通过染色体数量减半的过程产生孢子;孢子分裂并发育成配子体,循环继续。

对于陆地上的大多数植物来说,孢子体和配子体通常相互依赖以获取营养。而蕨类植物在植物生物学中占有特殊的地位中占有特殊地位,因为它们不依赖对方。这引发了一个有趣的可能性,即孢子体和配子体在没有对方的情况下可以长期存在。

虽然已知蕨类植物一生中的大部分时间都是以孢子体的形式度过的,但人们发现,在完全没有孢子体的情况下,少数蕨类植物可能会以配子体的形式存在很长一段时间,即“独立配子体”。但由于它们相对稀有,人们对独立配子体的生命周期仍然了解甚少。

受到前期研究成果的启发,东京都立大学的村上纪明教授领导的研究小组将目光投向了铁角蕨科的 Hymenasplenium murakami-hatanakae。在日本和较温暖的气候条件下,人们发现这种植物生长在河边岩石的潮湿环境中。

研究团队在东京以南 300 公里的伊豆大岛收集了标本,并使用一种称为 DNA 条形码的技术来识别不同物种。

他们通过比较从叶绿体中提取的DNA来识别孢子体和配子体。令他们惊讶的是,他们发现该物种的配子体可以在与孢子完全隔离的环境中长期生存:这些数据表明他们发现了一种新的独立配子体。

铁角蕨科是铁角蕨亚目的一部分,该亚目约占地球上所有蕨类植物的 30%:该团队的发现不仅是该科的首次发现,也是该亚目的首次发现。普遍的看法是,铁角蕨科的大部分生命都是在陆地上作为孢子体度过的;伊豆大岛的配子体似乎能够适应岩石密布、与世隔绝的环境。

这不仅有助于了解配子体的进化,还提出了一个重要的问题:这对植物生态学意味着什么。研究小组希望积累更多关于该物种的知识,并了解更广泛的蕨类植物物种如何多样化并填补环境利基。

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