Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Hva gjør røde alger så forskjellige, og hvorfor skal vi bryr oss?

Anonim

De røde alger som heter Porphyra og dets forfedre har blomstret i millioner av år i det tøffe miljøet i tidevannssonen - utsatt for svingende temperaturer, høy UV-stråling, alvorlig saltspenning og uttørking.

annonse


Røde alger består av noen av de eldste, ikke-bakterielle fotosyntetiske organismene på jorden, og en av de mest gamle i alle multisellulære linjer. De er også fundamentalt integrert i menneskelig kultur og økonomi over hele verden. Noen røde alger spiller en viktig rolle i å bygge korallrev mens andre tjener som "tang" matvarer som er integrert i ulike samfunn. Porphyra er inkludert i salater (som er relatert av alger), kalles "nori" i Japan, der den brukes til å pakke sushi og "laver" i Wales, hvor det er en tradisjonell og næringsrik matrediens.

Til tross for Porphyras økologiske, evolusjonære og kommersielle betydning, er det fortsatt relativt lite kjent om dens molekylære genetikk og fysiologi.

Det var derfor et team av planteforskere, inkludert Carnegies Arthur Grossman, sekvenserte og analyserte hele genomet av de røde alger Porphyra umbilicalis . Den genetiske sminke av denne ekstraordinært hardharde organismen har gitt forskere en bedre forståelse av den røde algevolusjonen og hvordan disse organismer håndterer deres brutale tidevannsmiljø.

Deres funn er publisert av Proceedings of the National Academy of Sciences .

Lagets analyse viste at Porphyra og andre røde alger har minimal strukturelle elementer som utgjør deres cellulære cytoskeletoner sammenlignet med andre typer multicellulære organismer. Dette kan forklare hvorfor de multicellulære røde alger pleier å være "små" i statur.

Likeledes fant teamet gener for cellulære prosesser som hjelper Porphyra og dets forfedre overlever under ekstremt tøff - inkludert "solkrem" -liknende forbindelser for beskyttelse mot UV-stråling og andre forbindelser som gjør at de kan tåle desiccating betingelser, i tillegg til forskjellige proteiner som forbedre de potensielt giftige konsekvensene av å absorbere sterkt sollys. Videre gjør de ekstremt elastiske, fleksible veggene til Porphyra- celler dem til å dramatisk forandre volumet når de mister vann når de baker i solen og tørker i vindene, og tåler kreftene til slåbølger.

"Informasjonen vi skaffet fra Porphyra- genomet, viser oss hvor forskjellige røde alger er, " forklarer Grossman. "Men det er også interessant å merke seg at organismer som er evolusjonært knyttet til de røde alger har hatt dype innvirkning på menneskers helse og marine økosystemer."

For eksempel er en gruppe organismer som utviklet seg fra de røde alger, apicomplexansene, ikke-fotosyntetiske og inkluderer plasmodiumparasittene som forårsaker malaria. En annen algegruppe som utviklet seg fra de røde alger, dinoflagellater, er ansvarlig for giftige røde tidevann, men er også leverandør av næringsstoffer som opprettholder koraller, som danner grunnlaget for rev (som er hjem for mange dyr).

Som Grossman sier, "Når vi lærer mer om de forskjellige algegruppene og deres evolusjonære historier, lærer vi mer om de biotiske søylene som fortsatt er et viktig grunnlag for å opprettholde og forme livet på vår planet."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Carnegie Institution for Science . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Susan H. Brawley, Nicolas A. Blouin, Elizabeth Ficko-Blean, Glen L. Wheeler, Martin Lohr, Holly V. Goodson, Jerry W. Jenkins, Crysten E. Blaby-Haas, Katherine E. Helliwell, Cheong Xin Chan, Tara N. Marriage, Debashish Bhattacharya, Anita S. Klein, Yacine Badis, Juliet Brodie, Yuanyu Cao, Jonas Collén, Simon M. Dittami, Claire MM Gachon, Beverley R. Green, Steven J. Karpowicz, Jay W. Kim, Ulrich Johan Kudahl, Senjie Lin, Gurvan Michel, Maria Mittag, Bradley JSC Olson, Jasmyn L. Pangilinan, Yi Peng, Huan Qiu, Shengqiang Shu, John T. Singer, Alison G. Smith, Bretagne N. Sprecher, Volker Wagner, Wenfei Wang, Zhi-Yong Wang, Juying Yan, Charles Yarish, Simone Zäuner-Riek, Yunyun Zhuang, Yong Zou, Erika A. Lindquist, Jane Grimwood, Kerrie W. Barry, Daniel S. Rokhsar, Jeremy Schmutz, John W. Stiller, Arthur R . Grossman, Simon E. Prochnik. Innsikt i den røde algen og eukaryotiske utviklingen fra genomet av Porphyra umbilicalis (Bangiophyceae, Rhodophyta) . Prosedyrene ved Det nasjonale vitenskapsakademiet, 2017; 201703088 DOI: 10.1073 / pnas.1703088114