我讨厌植物,但海草很棒

我似乎对各种事情产生了奇怪的,毫无根据的仇恨。我讨厌蓝色的餐具。不是每一种颜色的蓝色餐具(我喜欢普鲁士蓝玻璃器皿),但我非常不喜欢那些特别的灰蓝色让人想起美国乡村。我无法解释——仅仅是看到这样的盘子就会让我生气。我宁愿在地上吃,也不愿在蓝色的餐具上吃。如果我能代表我在厨具领域的终极对手,那一定是蓝色格子布餐巾。我吐!

我的意见同样倾向于生命之树。我们都知道我喜欢线虫。保护者真的很奇怪,因此真的很酷。藻类可以抓住我的兴趣。但我真的无法忍受植物。我对此感到愧疚,因为多年来我已经了解了关于植物的许多令人敬畏的事情。每次我学习一个新事实时,我都重新评估了我的避免叶茂物种的原因,并承诺做更多的阅读。然后我感到无聊。我猜它有点像阅读未制造的维克多雨果 - 你真的知道你应该坐下来阅读经典《悲惨世界》巴黎圣母院的钟楼怪人,但试图坚持读完雨果的百页建筑描述实在是……乏味。

在我的首发艾森实验室上个月在UC戴维斯会议,我有一个epiphany:我终于找到了一个我喜欢的植物

海草令人敬畏。

(来自地球百科全书的海草图片)

这些海洋物种有点像植物王国的线虫:它们可能不是最着名的群体,但它们可以用作模型生物来调查生物学和进化中的大问题。

海草也是植物界的鲸鱼——现存的水生物种来自陆生祖先,随着时间的推移,这些祖先又回到了海洋(因为在那之前,我们认为所有生命都起源于原始海洋)。就像线虫一样,认为大陆生物“过于主流”的并非只是一个时髦的海草群体。重新进入海洋栖息地是在海草生命树上至少三个独立的分支中独立发生的。

从陆地到海洋的移动不是偶然发生的。如果是的话,我们就都是海王了。但不是的,海王的超能力来自于他是一个奇怪的基因突变体(旁注《海王》的整个故事呈现出一些严重的伦理问题,因为他似乎是他父亲人体实验的副产品:“…通过训练和上百个科学秘密,我变成了你们所看到的一个在水下生存和发展的人”。我甚至不想知道他被哄骗摄入了哪种实验室化学物质)。

在海草中,这些计划要在海洋环境中生存,一定也发生了基因变化。想想看——即使你把头伸出水面(呼吸氧气),你也不能把整个身体淹没在海洋里。你的皮肤细胞依赖于暴露在空气中,我想盐水浴一段时间后会很痛。

水弯曲光线。海草是一种需要大量光照的植物。物种必须应对水下光线强度较低的问题,以及穿透海洋表面的不同波长的比例变化。

海水也是咸的。在细胞和组织的水平下,巨大的基本分子过程由膜穿过膜的钠和钾离子的流动来控制。像钾这样的某些离子也是治疗蛋白质合成和核糖体功能的酶促反应的关键成分。对于未适应的物种,海水可以是有毒的肉汤,致命地破坏这些基本的细胞过程。海洋物种必须具体适应在高环境水平中生长和茁壮成长。

惊喜#3,海洋有波浪。脆弱的草必须能够坚守阵地。潮汐和洋流也会影响生殖(你不希望你所有的配子都漂走)和光合作用(减少二氧化碳的可获得性)。

因此,海上的生命需要海草来解决一些严重问题,否则对基本生物过程非常有害。请记住,三个不同的海草群在三个单独的场合 - 对于美国现代的科学家,这提供了严重优雅的看法,这对适合在海洋中的生活至关重要的确切遗传修改。

引人注目的是,尽管它们各自有独立的进化路线,但这三种不同谱系的海草却进化出了许多相似的形态、生活史策略和繁殖系统[3,18]。这表明,水生栖息地强加了新的选择力量,可以导致平行进化。[Wissler等人2011]

这太棒了。

在最近的一项研究中,Wisslet Et。al(2011)想把事情置于其他水平,寻找候选基因,帮助海草在海洋环境中生存生活。它们的重点是鉴定保守(直译)蛋白质编码基因的适应性突变,该基因也存在于陆地植物亲属的基因组内。[虽然在本研究中未应用,但也可以在对基因的变化的背景下进行环境适应表达,例如,在组织和生命阶段以不同方式使用的相同组基因]

回归海洋生物对51个海草基因有显著影响。请注意,这种比较研究仅限于具有共同祖先的基因;在这种情况下,海草研究只观察了189个基因簇,相当于只看到了整个基因组的1%。

”)

显示基因的标签云使海洋适应在海草物种中。术语的大小=更高的统计显着性。(例如,潜在更大的选择力促进这些基因的变化)Wissler等。2011年

现在,这项研究的结果并不特别令人惊讶——海洋适应的途径是相当合乎逻辑的——但这项研究完美地展示了基因组学的力量(请引用达斯·维德的声音)。

...光合作用,几种代谢途径和核糖体在分裂了从陆地单焦炭的共同祖先的分裂后强烈分歧。进一步的研究需要解决以下问题:(1)海草如何获得渗透性能力以容忍高盐度,(2)如何固定二氧化碳,(3)它们的光合仪器在水中采集时的发展方式,以及(4)在什么条件下,厌氧发生。[Wissler等人2011]

(相对)恶劣的海洋环境,加上自然选择的作用,已经导致海草的基因组明显不同于它们的陆地祖先。随着时间的推移,通过促进在盐水中茁壮成长的个体的生存,自然选择已经修补了细胞产生营养物质和核糖体功能的机制。额外的调整使得海草处理气体的不同可用性在环境的例子中,低氧的可用性在海洋沉积物(如恶心池塘淤泥气味如果你开始挖掘在河口)意味着海草可以唯一地切换到发酵代替有氧呼吸。

当他们第一次尝试住在海中时,海草祖先可能是一个溅射的旧拖拉机,但现代物种已经进化成微调Lotus Exige.这台美丽,光荣的机器是在三个不同的场合建造的。

参考:
Wissler等人。(2011)回到海上两次:鉴定候选植物基因,用于海洋生物的分子演变。BMC进化生物学11:8http://www.biomedcentral.com/1471-2148/11/8

冬青Bik (160个帖子

我是加州大学河滨分校的计算生物学家。我的研究使用DNA测序和基因组学来研究海洋生态系统中的微生物真核生物(是的,是线虫!),重点关注深海中的进化和生物多样性。我既不能肯定也不能否认,比起出海,我更喜欢Unix。


“我讨厌植物,但海草很棒”的5个回复

  1. “但我真的受不了植物。”

    这么说真愚蠢。

    不是特别感兴趣(谁对一切都感兴趣?)是一回事,但“讨厌”和“不能忍受”呢?你是中学生还是什么?

    Golly Gee,不是你的前卫!

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