röda alger är de stora ”också Rana” av växtutvecklingen. Även om de är överlägset de mest skiftande sjögräs i havet, de sällan förekommer i sötvatten och aldrig på land, och så nästan ingen har någonsin hört talas om dem (men om du någonsin har ätit sushi, du har verkligen haft en intim röd algal möte).
varför detta kan vara har länge varit ett mysterium. Men ett team av europeiska forskare upptäckte 2013 att de har chockerande få gener för en multicellulär organism-långt färre än flera encelliga gröna alger. Och det kan förklara varför en sådan mångsidig och riklig grupp alger aldrig packade sina väskor för land och varför, när du tittar utanför ditt fönster, ser du ett hav av grönt och inte rött. Vad hände med de stackars röda algerna? Men först kanske du undrar något ännu mer grundläggande-Vad är röda alger?,
röda alger — again, seaweed — är röda tack vare det lätta skördepigmentet phycoerytrin. Rött ljus tränger inte in i vattenbrunnen. Blått ljus gör – det är den sista färgen att försvinna i skymningszonen. Phycoerytrin absorberar och skördar energi från blått ljus och reflekterar rött, vilket ger alger som har det en fördel att leva i djupare vatten. Naturligtvis har röda alger också klorofyll som andra fotosyntetiska organismer, och inte alla röda alger ser röda ut. Vissa verkar blå eller grön på grund av ett överflöd av andra pigment och en brist på phycoerytrin., Vissa röda alger ser inte ut som sjögräs och faktiskt bygga hårda skelett för sig själva som korall och kallas, träffande, ”Coralline Alger”.
två kända ekonomiskt viktiga produkter är gjorda av röda alger. Karragenaner, de gelatinösa textureringsmedlen som gör allt från glass till salladsdressing krämig slät, extraheras från sina cellväggar. Och nori-den allestädes närvarande tång sushi wrapper — är gjord av röda alger trots dess torkade mörka oliv nyans.
röda alger har funnits länge., De representerar de första identifierbara fossil vi har av komplexa, sexuellt reproducerande liv. Men de har också länge varit kända för att ha vissa egenheter. En av de quirkiest: de saknar flagella, slår cellulära svansar så utbredd att även vi har dem (eller snarare, män gör) tillsammans med sådana avlägsna släktingar som ormbunkar och svampliknande växtpatogener som kallas vattenformar. Röda alger saknar också centrioler, de cellulära mikrostrukturerna som hjälper orkestrera celldelning, även om barrträd, blommande växter och de flesta svampar saknar dem också.,
de röda alga – forskarna sekvenserade var irländsk moss – Chondrus crispus-en tång som vanligen finns strödd runt Nordatlantens kuster. I sitt genom fann de 9 606 gener. För jämförelse, encellig grön alg Chlamydomonas reinhardtii har 14,516 gener medan fotgängare gröna växten Arabidopsis thaliana har 27,416 gener. Att en stor, komplex organism kan fungera bekvämt med endast två tredjedelar av generna hos en encellig organism är en imponerande och häpnadsväckande upptäckt.,
för att upprepa: denna organism
kan köras på 2/3 av antalet gener som krävs för att driva detta:
Chondrus verkar också ha tagit bort sitt genom till det väsentliga, vilket eliminerar gener som utför överflödiga funktioner i andra organismer. Det har 82 gener för att göra ribosomer, jämfört med 349 i den gröna växten Arabidopsis. Vilka gener det har är mycket nära avstånd.
förutom att sakna några flagellaspecifika gener — vilket inte var någon överraskning med tanke på att röda alger inte har någon flagella-irländsk moss hade bara ett ljusavkännande protein: ett kryptokrom. Ljusavkännande proteiner tillåter organismer att ”se”; din Finns i din näthinna., Växter använder sina ljusavkännande proteiner för att styra deras tillväxt och utveckling, och de flesta har flera. Så för en fotosyntetisk organism att bara ha en var en annan stor överraskning.
C. crispus har också mycket få introner-sektioner av RNA inuti gener som får redigeras ut under produktionen av proteiner. De få det har är små och förmodligen tjänar viktiga regleringsfunktioner, ökar eller minskar proteinproduktionen som villkor motiverar. Resten av eukaryoterna – allt jordiskt liv förutom bakterier och archaea-har introner i överflöd.,
tillsammans ledde detta bevis forskargruppen att föreslå att de röda algerna upplevde en ”evolutionär flaskhals” – en händelse där befolkningen av röda alger och deras genomer krympte drastiskt. Forskarna föreslår att någon gång strax efter att röda alger utvecklats anpassade de sig till en miljö som utövade starkt selektivt tryck för liten kroppsstorlek, förmågan att klara sig på mycket liten mat eller kanske båda. Konsekvensen var den drastiska minskningen av genomstorlek, beskärning av introner, icke-kodande DNA och överflödiga gener från genomet.,
vad kan ha fällt denna flaskhals? Författarna föreslår att vanor av röda alger Cyanidioschyzon merolae och Galdieria suphuraria kan hålla en ledtråd: de båda lever i varma, surt vatten. En genom squeeze inducerad av en sådan extrem miljö kan också förklara varför Chondrus har ett ovanligt stort antal gener utan kända motsvarigheter i andra organismer. När röda alger lämnade gränserna för deras syrabad kan de ha tvingats återuppfinna gener från början för många funktioner som behövs i vanligt havsvatten.,
det är inte uppenbart varför surt varmt vatten bör gynna små genom, men det gör det tydligen i levande röda alger. Eftersom cyanobakterier – blågröna alger) – de sannolika huvudkonkurrenterna för tidiga röda alger-är kända för att undvika sakerna, kan dessa förbjudna miljöer ha gett ett gyllene tillfälle för tidiga röda alger att trivas på ett ställe som få andra organismer utnyttjade. Å andra sidan kan deras rättegång med eld ha fördömt dem till evig fängelse i havet., Utan ett stort och redundant genom från vilket evolutionen kunde spela och enkelt skapa nya gener saknade de den genetiska potential som krävs för att lämna havet för den modiga nya världen av mark.