作者:何奕騉等 来源:《细胞》 发布时间:2023/8/10 13:33:14
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科学家揭示藻苔在青藏高原的生存法则

 

8月9日,《细胞》以《正在面临西藏气候变化的神秘藻苔的适应性进化》为题在线发表了首都师范大学教授何奕騉团队的研究成果,并将于近期以封面论文的形式呈现。该研究揭示了有植物活化石之称的藻苔在青藏高原的生存法则。

藻苔。课题组供图

藻苔。课题组供图

早在喜马拉雅山脉隆起形成青藏高原的时候,藻苔就已经在地球存活了3.25亿年,而随着喜马拉雅山脉的隆起,其生长环境发生了巨变,但研究团队发现,现存藻苔的形态特征可能发生在喜马拉雅抬升之前。它是如何存活下来的?

研究团队以藻苔为研究材料,相对全面深入地分析了从藻苔基因组到种群动态特征,提供了一个新的研究范式。团队发现强紫外线照射后藻苔植株和细胞结构的完整性几乎没有受到任何可以观察到的影响。团队完成了藻苔de novo全基因组序列测定,通过基因组研究发现,藻苔在基因水平上非常活跃,拥有最高数量的正选择快速进化基因,因而能够迅速适应快速变化的生存环境。研究发现,这种藻苔的广泛基因组数代选择进化,在修复断裂DNA和紫外线损伤方面表现出色。

何奕騉团队从2005年起建立了68个实验样方,安装了野外气象工作站、自动摄像记录仪。记录结果显示,68个样方中的苔藓植物被雪覆盖约8个月;而有记录以来最急剧的温度上升(2010-2021年)引发了藻苔种群覆盖率减少,同期实验样地附近嘎瓦隆东冰川的冰舌每年消融(退缩)49 ± 3米。

尽管藻苔成功适应环境变化、已在地球上生存了3.9亿年之久,但它仍然面临着灭绝的危险。事实上在团队研究的过程中发现,藻苔正以每年1.6%的速度在迅速减少,全球适宜藻苔生长的地区仅有1000-1500平方公里,如果不加以干预,科学家预测藻苔将在100年后消失。为了扩大藻苔种群在青藏高原的繁衍,团队在实验室采用组织培养技术快速繁殖藻苔,并移栽到青藏高原实验基地,经过5年多的观察,看到人工新种群正常生长的可喜的初步结果。

据悉,论文第一作者是首都师范大学博士胡若洋和首都师范大学教授李学东,何奕騉和德国弗莱堡大学教授拉尔夫·雷斯基为论文通讯作者。论文的第一单位为首都师范大学。(来源:中国科学报 温才妃 郭圆圆)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.003

 
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