rode algen zijn de Grote “ook-run”van plantenevolutie. Hoewel ze veruit de meest diverse zeewieren in de oceaan zijn, komen ze zelden voor in zoet water en nooit op het land, en dus bijna niemand heeft ooit van hen gehoord (hoewel als je ooit sushi hebt gegeten, heb je zeker een intieme ontmoeting met rode algen gehad).
waarom dit zou kunnen zijn is lang een mysterie geweest. Maar een team van Europese wetenschappers ontdekte in 2013 dat ze schrikbarend weinig genen hebben voor een meercellig organisme – veel minder zelfs dan enkele eencellige groene algen. Dit kan verklaren waarom zo ‘ n gevarieerde en overvloedige groep algen nooit hun zakken voor land hebben ingepakt en waarom, als je buiten je raam kijkt, je een zee van groen ziet en niet van rood. Wat is er met die arme rode algen gebeurd? Maar eerst vraag je je misschien iets meer basisch af: wat zijn rode algen?,
rode algen-nogmaals zeewier-zijn rood dankzij het licht oogsten pigment phycoerythrine. Rood licht dringt niet goed door in het water. Blauw licht wel – het is de laatste kleur die verdwijnt in de schemerzone. Phycoerythrin absorbeert en oogst energie uit blauw licht en reflecteert rood, wat algen die het bezitten een voordeel geeft in het leven in dieper water. Natuurlijk hebben rode algen ook chlorofyl, net als andere fotosynthetische organismen, en niet alle rode algen zien er rood uit. Sommige lijken blauw of groen als gevolg van een overvloed aan andere pigmenten en een gebrek aan phycoerythrin., Sommige rode algen zien er niet uit als zeewier en bouwen harde skeletten voor zichzelf, zoals koraal en worden treffend “koraalalgen”genoemd.
twee beroemde economisch belangrijke producten worden gemaakt van rode algen. Carrageen, de gelatineachtige textureringsmiddelen die alles van ijs tot sladressing romig glad maken, worden uit hun celwanden geëxtraheerd. En nori – de alomtegenwoordige zeewier sushi wrapper-is gemaakt van rode algen ondanks zijn gedroogde donkere olijftint.
rode algen bestaan al lang., Ze vertegenwoordigen de eerste identificeerbare fossielen die we hebben van complex, seksueel reproducerend leven. Toch zijn ze ook al lang bekend om bepaalde eigenaardigheden te bezitten. Een van de eigenaardigste: ze missen flagella, slaan cellulaire staarten zo wijdverspreid dat zelfs wij ze hebben (of liever gezegd, mannen doen) samen met zulke verre verwanten als varens en schimmel-achtige plant pathogenen genoemd water schimmels. Rode algen missen ook centriolen, de cellulaire microstructuren die helpen bij het orkestreren van celdeling, hoewel coniferen, bloeiende planten en de meeste schimmels ze ook missen.,
de sequentie van de rode algenwetenschappers was Iers mos-Chondrus crispus – een zeewier dat veel voorkomt langs de kusten van de Noord-Atlantische Oceaan. In zijn genoom vonden ze 9.606 genen. Ter vergelijking: de eencellige groene alg Chlamydomonas reinhardtii heeft 14.516 genen, terwijl de voetgangersgroene plant Arabidopsis thaliana 27.416 genen heeft. Dat een groot, complex organisme comfortabel kan werken met slechts twee derde van de genen van een eencellig organisme is een indrukwekkende en verrassende ontdekking.,
herhalen: dit organisme
kan draaien op 2/3 van het aantal genen dat nodig is om dit aan te drijven:
Chondrus lijkt ook zijn genoom tot de essentie te hebben ontdaan, waardoor genen die redundante functies in andere organismen uitvoeren, worden geëlimineerd. Het heeft 82 genen voor het maken van ribosomen, vergeleken met 349 in de Groene Plant Arabidopsis. Welke genen het wel heeft liggen zeer dicht bij elkaar.
naast het ontbreken van flagella – specifieke genen – wat geen verrassing was gezien het feit dat rode algen geen flagella hebben-bezat Iers mos slechts één lichtgevoelig eiwit: een cryptochroom. Lichtgevoelige eiwitten laten organismen toe om te “zien”; de jouwe bevinden zich in je netvlies., Planten gebruiken hun lichtgevoelige eiwitten om hun groei en ontwikkeling te sturen, en de meeste hebben er meerdere. Dus voor een fotosynthetisch organisme om slechts één te bezitten was een andere grote verrassing.
C. crispus heeft ook zeer weinig introns – secties van RNA in genen die worden verwijderd tijdens de productie van eiwitten. De weinige die het heeft zijn klein en waarschijnlijk dienen vitale regelgevende functies, het verhogen of verminderen van eiwitproductie als voorwaarden rechtvaardigen. De rest van de eukaryoten-alle aardse leven behalve bacteriën en archaea-hebben introns in overvloed.,
samen leidde dit onderzoek ertoe dat het team van wetenschappers suggereerde dat de rode algen een “evolutionair knelpunt” ondervonden – een gebeurtenis waarbij de populatie van rode algen en hun genomen drastisch kromp. De wetenschappers stellen voor dat kort na de ontwikkeling van rode algen ze zich aanpasten aan een omgeving die een sterke selectieve druk uitoefende voor kleine lichaamsgrootte, het vermogen om rond te komen op zeer weinig voedsel, of misschien beide. Het gevolg was de drastische vermindering van de grootte van het genoom, het snoeien van introns, niet-codeert DNA, en overbodige genen uit het genoom.,
Wat heeft dit knelpunt veroorzaakt? De auteurs suggereren dat de gewoonten van de rode algen Cyanidioschyzon merolae en Galdieria suphuraria een aanwijzing kunnen bevatten: ze leven allebei in heet, zuur water. Een genoom squeeze veroorzaakt door zo ‘ n extreme omgeving kan ook verklaren waarom Chondrus een ongewoon hoog aantal genen heeft met geen bekende tegenhangers in andere organismen. Zodra rode algen de grenzen van hun zuurbad verlieten, kunnen ze gedwongen zijn om genen opnieuw uit te vinden voor vele functies die nodig zijn in gewoon zeewater.,
Het is niet duidelijk waarom zuur heet water kleine genomen zou moeten bevoordelen, maar blijkbaar wel bij levende rode algen. Omdat bekend is dat cyanobacteriën(blauwalgen)-de waarschijnlijk belangrijkste concurrenten van de vroege rode algen – het spul vermijden, hebben deze verboden omgevingen mogelijk een gouden kans geboden voor de vroege rode algen om te gedijen op een plek die weinig andere organismen uitbuiten. Aan de andere kant kan hun vuurproef hen veroordeeld hebben tot eeuwige gevangenschap in de zee., Zonder een groot en redundant genoom waaruit de evolutie nieuwe genen kon spelen en gemakkelijk nieuwe genen kon creëren, misten ze het genetische potentieel dat nodig was om de oceaan te verlaten voor de brave new world of land.