Buz yosunu evrime bakış açısını değiştiriyor

İnsanlar genellikle küçük canlıları hafife alırlar. Ancak mikroskobik alg hücreleri, yalnızca Dünya üzerindeki en ekstrem habitatlardan biri olan buzullarda gelişecek şekilde gelişmekle kalmadı, aynı zamanda onları şekillendiriyor.

Birleşik Krallık ve Kanada’dan bir bilim insanı ekibiyle birlikte, mor alglerin evriminin izini yüz milyonlarca yıl öncesine kadar sürdük ve bulgularımız, evrimin nasıl çalıştığına dair temel bir fikre meydan okuyor. Bu algler boyut olarak küçük olmalarına rağmen üzerinde yaşadıkları buzullar üzerinde büyük etkiye sahiptirler.

Buzullar arasında Gezegendeki en hızlı değişen ekosistemler. Yaz aylarında erime mevsimi boyunca buzullarda sıvı su oluştuğunda mor algler buzun yüzeyini karartır. Çözünme oranını hızlandırın. Buzullara olan bu olağanüstü adaptasyon, mikroskobik alglerin büyümelerini ve fotosentezlerini kontrol etmesini gerektirir. Bu, aşırı erime, sıcaklık ve ışığa maruz kalma toleransıyla dengelenmelidir.

Çalışmamız yayınlandı Yeni BotanikçiBu ekstrem ortamlarda yaşamaya uyum sağlamalarının ilk kez nasıl ve ne zaman geliştiğini ortaya koyuyor. Buz yosunu Ancylonema nordenskiöldii için genom verilerini sıraladık ve analiz ettik. Sonuçlarımız, güneş kremi görevi gören buz yosununun mor renginin, pigment üretiminde rol alan yeni genler tarafından yaratıldığını gösteriyor.

Bu pigment, com.purpurogallinAlg hücrelerini UV ve görünür ışık hasarından korur. Aynı zamanda buzul ortamlarının karakteristik özelliği olan düşük sıcaklıklara ve kuraklığa toleransla da ilişkilidir. Genetik analizimiz, bu mor pigmentin evriminin, buz yosunundaki birçok değişiklik için hayati önem taşıdığını gösteriyor.

Ayrıca alglerin UV ve görünür ışığı tolere etme yeteneğini artırmaya yardımcı olan yeni genler de belirledik; bu, parlak ve açık bir ortamda yaşamak için önemli adaptasyonlardır. İlginç bir şekilde, bu faktörler artan ışık algısının yanı sıra gelişmiş güneş hasarı onarım mekanizmalarıyla da ilişkilidir. Bu çalışma, alglerin günümüzde buzullarda yaşamaya nasıl adapte olduklarını ortaya koyuyor.

Daha sonra bu adaptasyonun Dünya’nın derin tarihinde ne zaman geliştiğini anlamak istedik.

Buz yosununun evrimi

Dünya pek çok iniş ve çıkışlara tanık oldu Daha soğuk ve daha sıcak iklimler. Binlerce ve bazen milyonlarca yıl boyunca küresel iklim, buzul (soğuk) ile buzul (sıcak) dönemleri arasında yavaş yavaş değişti.

En dramatik soğuk dönemlerinden biri buzdolabındaDünyanın neredeyse tamamen kar ve buzla kaplı olduğu 720-635 milyon yıl öncesine dayanıyorlar. Bu buzullar o kadar yaygındı ki bilim adamları bazen onlara… “Kartopu Dünyası”.

Bilim insanları bu koşulların bugün Dünya’da gördüğümüz buzullara ve buz tabakalarına benzediğine inanıyor. Peki bu dönemin buz yosunlarının evrimi için itici güç olabileceğini merak ettik.

Genetik verileri ve fosilleşmiş algleri analiz ettikten sonra buz alglerinin yaklaşık 520 ila 455 milyon yıl önce evrimleştiğini tahmin ettik. Bu, buz yosunlarının evriminin Buzul Çağı’ndaki karlı Dünya ortamlarıyla bağlantılı olmadığını gösteriyor.

Buzul alglerinin kökeni Pleistosen’den sonra olduğundan, en son buzul dönemi alglerde buzul adaptasyonlarına yol açmış olmalı. Bilim insanları Dünya’da sürekli buzlu ortamların olduğuna inanıyor 60 milyon yıl öncesine kadar.

Ancak buz yosunu ve kara bitkilerinin ortak atasının Kriyojen döneminde evrimleştiğini tespit ettik.

Şubat 2024’te elimizde Önceki analiz Bu eski alglerin çok hücreli olduğunu gösterdi. Buz yosunu içeren grup, belki de Kriyojenlerin aşırı çevresel baskılarına tepki olarak, karmaşık çok hücreli formlar oluşturma yeteneğini kaybetti.

Bu alglerin daha karmaşık hale gelmek yerine basitleştiğini ve günümüze kadar devam ettiğini gösterdik. Bu, karmaşıklığı azaltarak evrimin bir örneğidir. Bu aynı zamanda yerleşik prensiplere de aykırıdır. “İlerleme Martı” Hipotez, organizmaların atalarının giderek daha karmaşık versiyonlarına dönüştüğü fikri.

İşimiz Çok hücreliliğin kaybına büyük bir genetik çeşitlilik kaybının eşlik ettiğini gösterdi. Bu eksik genler esas olarak çok hücreli gelişimle ilişkilendirildi. Bu onların basit morfolojilerinin daha karmaşık bir atadan evrimleştiğinin kanıtıdır.

Bu algler son 700 milyon yıldır küçük kalarak, soğuktan yalıtılarak, güneşten korunarak hayatta kalmışlardır. Bu adaptasyonlar onları günümüzde buzullardaki yaşama hazırladı.

Bu uyarlama o kadar uzmanlaşmıştır ki yalnızca A Bir avuç yosun Buzullarda yaşayacak şekilde evrimleştiler. Bu, buz üzerinde yaşayan yüzlerce alg türünün tam tersidir. Bununla birlikte, buzlu yüzeylerde sıvı su oluştuğunda, buz yosunlarının geniş buz alanları üzerinde büyük etkileri vardır. 2016 yılında Grönland buz tabakasındaAlg büyümesi, akıntının 4.400 ila 6.000 milyon ton arasında artmasına neden oldu.

Bu algleri anlamak, kırılgan ekosistemleri şekillendirmedeki rollerini anlamamıza yardımcı olur.

Çalışmamız buz yosunlarının derin geçmişten günümüze evrimsel yolculuğuna ışık tutuyor. Değişen bir iklimle karşı karşıya olduğumuz şu günlerde, bu mikroskobik organizmaları anlamak, Dünya’daki buzlu ortamların geleceğini tahmin etmenin anahtarıdır.

Alexander Bowles, bu makaleden yararlanabilecek herhangi bir şirket veya kuruluş için çalışmıyor, danışmanlık yapmıyor, hisse sahibi değil veya fon almıyor ve akademik görevinin ötesinde herhangi bir ilgili bağlılığı açıklamadı.

/The Conversation’ın izniyle. Orijinal kuruluştan/yazarlardan alınan bu materyal doğası gereği kronolojik olabilir ve açıklık, stil ve uzunluk açısından düzenlenmiştir. Mirage.News kurumsal pozisyon veya taraf tutmaz ve burada ifade edilen tüm görüşler, pozisyonlar ve sonuçlar yalnızca yazar(lar)a aittir.