血管种子在陆地到水中过渡期间的逐渐基因组简化和融合适应

科学领域:

• 进化生物学
• 生态学
• 基因组学

背景情况:

• 水生苗在全球生态系统中起着至关重要的作用.
• 在苗中发生了多次独立的陆地到水中转变,但模式尚不清楚.

研究的目的:

• 调查苗中陆地到水中转变的进化模式.
• 确定影响这些转变及其分布的遗传和环境因素.
• 预测气候变化对水生植物进化和息地的影响.

主要方法:

• 分析了33万多种种子和1001个基因组.
• 整合生态环境数据集
• 增强知识的机器学习和生物地理分析.

主要成果:

• 至少发现了132个陆地到水域的转变和86个逆转.
• 陆地到水域的转变与232个基因家族的收缩有关,影响器官生长,发育和防御等功能.
• 降水和海拔,而不是温度,主要影响水生物种的分布; 历史冷却影响水生植物的减少,而变暖可能扩大息地.

结论:

• 提供了水生植物进化的分子框架.
• 突出了基因家族收缩作为水生适应的一个关键进化机制.
• 表明水生植物对持续的气候变化有复杂的反应,可能会扩大息地,但也会增加干旱风险.