czerwone algi są wielkim „również ran” ewolucji roślin. Chociaż są to zdecydowanie najbardziej zróżnicowane wodorosty morskie w oceanie, rzadko występują w wodach słodkich i nigdy na lądzie ,a więc prawie nikt o nich nie słyszał (choć jeśli kiedykolwiek jadłeś sushi, z pewnością miałeś intymne spotkanie z czerwonymi algami).
Dlaczego to może być od dawna tajemnicą. Ale zespół europejskich naukowców odkrył w 2013 roku, że mają szokująco niewiele genów dla organizmu wielokomórkowego – znacznie mniej nawet niż kilka jednokomórkowych zielonych alg. A to może wyjaśniać, dlaczego tak zróżnicowana i obfita Grupa alg nigdy nie pakowała swoich toreb na ląd i dlaczego, gdy patrzysz za okno, widzisz morze zieleni, a nie Czerwieni. Co się stało z biednymi czerwonymi glonami? Ale najpierw możesz się zastanawiać nad czymś jeszcze bardziej podstawowym – czym są czerwone algi?,
czerwone algi-znowu wodorosty-są czerwone dzięki pigmentowi zbierającemu światło fikoerytryny. Czerwone światło nie przenika dobrze wody. Niebieskie światło – to ostatni kolor, który zniknie w strefie mroku. Fikoerytryna pochłania i zbiera energię z niebieskiego światła i odbija czerwień, co daje glony, które ją posiadają, przewagę w życiu w głębszej wodzie. Oczywiście czerwone algi mają również chlorofil, podobnie jak inne organizmy fotosyntetyczne, a nie wszystkie czerwone algi wyglądają na czerwone. Niektóre wydają się niebieskie lub zielone z powodu obfitości innych pigmentów i braku fikoerytryny., Niektóre czerwone algi nie wyglądają jak wodorosty morskie i faktycznie budują twarde szkielety dla siebie jak koral i są nazywane trafnie „glonami koralowymi”.
z czerwonych alg powstają dwa znane produkty o znaczeniu ekonomicznym. Karageny, żelatynowe środki teksturujące, które sprawiają, że wszystko, od lodów po sos sałatkowy, jest kremowo gładkie, są ekstrahowane ze ścian komórkowych. Nori-wszechobecna owijka do sushi z wodorostów-jest wykonana z czerwonych alg, pomimo wysuszonego ciemnego oliwkowego odcienia.
czerwone algi istnieją już od dawna., Są to pierwsze możliwe do zidentyfikowania skamieniałości o złożonym, rozmnażającym się płciowo życiu. Jednak od dawna wiadomo, że posiadają pewne dziwactwa. Jeden z najdziwniejszych: brak im wici, bijących ogony komórkowe tak szeroko rozpowszechnione ,że nawet my mamy je (a raczej mężczyźni) wraz z tak odległymi krewnymi, jak paprocie i grzybopodobne patogeny roślinne zwane pleśniami wodnymi. Czerwone algi również nie mają centrioli, mikrostruktur komórkowych, które pomagają organizować podział komórek, chociaż iglaki, rośliny kwitnące i większość grzybów również ich brakuje.,
czerwona alga to MCH Irlandzki – Chondrus crispus – wodorost powszechnie spotykany na wybrzeżach północnego Oceanu Atlantyckiego. W jego genomie znaleziono 9606 genów. Dla porównania, jednokomórkowa zielona alga Chlamydomonas reinhardtii ma 14 516 genów, podczas gdy piesza zielona roślina Arabidopsis thaliana ma 27 416 genów. To, że duży, złożony organizm może wygodnie działać z zaledwie dwiema trzecimi genów jednokomórkowego organizmu, jest imponującym i zaskakującym odkryciem.,
aby powtórzyć: ten organizm
może działać na 2/3 liczby genów potrzebnych do zasilania tego:
Chondrus wydaje się również pozbawić swojego genomu niezbędnych składników, eliminując geny pełniące zbędne funkcje w innych organizmach. Ma 82 geny do wytwarzania rybosomów, w porównaniu z 349 w zielonej roślinie Arabidopsis. Geny, które posiada, są bardzo blisko siebie rozmieszczone.
oprócz braku genów specyficznych dla wici-co nie było zaskoczeniem, biorąc pod uwagę, że czerwone algi nie mają wici – irlandzki mech posiadał tylko jedno wyczuwalne światło białko: kryptochrom. Wykrywające światło białka pozwalają organizmom „widzieć”; Twoje znajdują się w Twojej siatkówce., Rośliny wykorzystują swoje wykrywające światło białka do kierowania ich wzrostu i rozwoju, a większość ma kilka. Więc dla organizmu fotosyntetycznego posiadanie tylko jednego było kolejną wielką niespodzianką.
C. crispus ma również bardzo niewiele intronów – odcinków RNA wewnątrz genów, które są edytowane podczas produkcji białek. Nieliczne z nich są niewielkie i prawdopodobnie pełnią istotne funkcje regulacyjne, zwiększając lub zmniejszając produkcję białka w zależności od warunków. Reszta eukariotów-całe ziemskie życie z wyjątkiem bakterii i archeów-ma introny.,
razem te dowody skłoniły zespół naukowców do zasugerowania, że czerwone algi doświadczyły „ewolucyjnego wąskiego gardła” – wydarzenia, w którym populacja czerwonych alg i ich genomów drastycznie się skurczyła. Naukowcy sugerują, że wkrótce po wyewoluowaniu czerwonych alg przystosowały się do środowiska, które wywierało silną presję selektywną na małe rozmiary ciała, zdolność do radzenia sobie z bardzo małą ilością pokarmu, a może i jedno i drugie. Konsekwencją było drastyczne zmniejszenie rozmiaru genomu, przycinanie intronów, niekodowanie DNA i zbędne geny z genomu.,
co mogło wytrącić to wąskie gardło? Autorzy sugerują, że zwyczaje czerwonych alg Cyanidioschyzon merolae i Galdieria suphuraria mogą mieć wskazówkę: obie żyją w gorącej, kwaśnej wodzie. Wyciskanie genomu wywołane przez tak ekstremalne środowisko może również wyjaśniać, dlaczego Chondrus ma niezwykle dużą liczbę genów, których nie ma znanych odpowiedników w innych organizmach. Gdy czerwone algi opuściły granice ich kwaśnej kąpieli, mogły być zmuszone do wynalezienia genów od zera dla wielu funkcji potrzebnych w zwykłej wodzie morskiej.,
nie jest oczywiste, dlaczego kwaśna gorąca woda powinna faworyzować małe genomy, ale najwyraźniej ma to miejsce w żywych czerwonych glonach. Ponieważ cyjanobakterie (niebiesko-zielone algi) – prawdopodobni główni konkurenci wczesnych czerwonych alg – są znani z unikania tych rzeczy, te zakazujące środowiska mogły zapewnić wspaniałą okazję dla wczesnych czerwonych alg do rozwoju w miejscu, w którym kilka innych organizmów wykorzystywało. Z drugiej strony, ich Próba ognia mogła skazać ich na wieczne uwięzienie w morzu., Bez dużego i zbędnego genomu, z którego ewolucja mogłaby grać i łatwo tworzyć nowe geny, brakowało im potencjału genetycznego niezbędnego do opuszczenia Oceanu dla nowego, odważnego świata lądu.