生物学家为博物馆植物收藏提供新的生活

尽管其纯度和体积小，但拟南芥已被证明是一个成功的殖民者。自从美国的大陆大部分抵达时，它在大陆的大陆中发现了几百年前。© Moises Exposito-Alonso

使用搭便车杂草，来自Max Planck发展生物学研究所的科学家在蒂宾根揭示了植物在野外生长的植物的突变率。他们比较了微小植物拟南芥的历史和现代基因组，以精确测量它在自然中发展的速度。最古老的植物，保存在植物征中，从1863年起。这时，科学家估计该物种已经在它后面的新世界已经超过200年了。两种不同的方法给出了相同的结果，欧洲人曾介绍过1600年左右抵达美国东海岸的欧洲人。它几乎偶然介绍了偶然的欧洲靴子，或者用食用植物的种子混合在一起。

该团队专注于北美的样本，因为他们知道一个特定的拟南芥遗传家族非常普遍，呈现出了观察新获得的突变的机会。100个完整基因组的比较揭示了5000个新突变，其中一些新突变可以给出植物的适应性优势，因为它殖民的新环境。该植物与人类定居者一起搬到内陆，逐渐从它起源于欧洲祖先的骚扰。今天的物种样本沿着同一道路揭示了越来越深的根深蒂固的根，也许是它在其搭便车的旅行期间适应的证据。

“历史中不同时间采样的侵入性人口的集合使我们能够观察”生活“进化过程中的进化过程，”纸张第一个作者Moises Exposito-Alonso说。它们测序了由1863年至2006年的植物学家收集的100种植物的基因组。从1990年之前的所有样品都来自干燥植物的博物馆系列。最古老的干燥植物，在150年前保存在时间，展示了他们在那个时间进化了多少。最小的植物继续改变和发展。通过比较植物的基因组，这些植物从普通祖先遭到不同的祖先，科学家计算了植物每年获得多少次突变。

图。1。HPG1样品的地理位置和时间分布。（a）植物标
本馆（蓝色）和现代幸运（绿色）的抽样位置。（b）样品的时间分布（随机垂直抖动用于可视化目的）。（c）作为收集年份的函数的纬度和经度的线性回归（指示斜坡和Pearson相关系数的p值）。Plos Genetics，DOI：10.1371 / journal.pgen1007155

早期殖民化

这反过来使球队能够推断出血统的最后一个共同的祖先必须在16世纪末或17世纪初居住。这与许多人从欧洲抵达的时间一致，特别是英国南部，法国西海岸和荷兰。这是非常令人惊讶的，因为之前的估计没有利用干燥的植物标目样本的遗传信息，表明殖民化拟南芥植物只抵达了19世纪。

拟南芥不是一个有害的杂草，但调查结果有助于揭示侵入性物种殖民殖民新环境的能力背后的一些基本进化进程。特别是，他们解开了“遗传悖论的侵袭悖论”的一些秘密。然而，这种情况发生了低遗传普遍性的殖民者在新环境中令人惊讶地成功。

为了确定新突变的效果，科学家们在实验室中增加了一些植物，以确定生长的任何差异。发现这种差异的事实表明，在过去400年期间出现的一些突变在殖民化期间赋予了优势。“我们非常惊讶，因为科学的教条暗示，演变通常以速度更慢，”这项研究的主管之一，HernánBurbano说。“植物和动物的准确演化率将是重建过去历史的基础，并预测出现新的有利性状的机会。我们的研究结果表明，植物标料和动物标本将来可以成为未来遗传学遗传新分支的来源，“Exposito说。

出版物：Moises Exposito-Alonso，等人，“殖民植物血统中新突变的速率和潜在相关性”Plos Genetics，2018年; DOI：10.1371 / journal.pgen1007155