Учени съставиха родословно ДНК дърво на покритосеменните растения

Учени изготвиха огромно ДНК дърво на живота на покритосеменните растения (наричани още „цветни“), което представлява новаторска стъпка за осветляване на т. нар. „Ужасяваща мистерия“ на Дарвин, съобщи Синхуа.
Според намерените до днес вкаменелости покритосеменните растения се проявяват в голямо изобилие и разнообразие през периода креда от мезозойската ера. Преди този период обаче няма регистрирано тяхно масово присъствие на Земята. Този факт създава истинска загадка за еволюционните биолози, която Чарлз Дарвин е нарекъл в своите трудове „Ужасяващата мистерия“ (The Abominable Mystery).
Изследването, проведено съвместно от международен екип от изследователи от Британската кралска ботаническа градина, Института по ботаника в Кунмин към Китайската академия на науките и други институции и университети, е публикувано в списание Nature.
Родословното ДНК дърво на цветните растения, подобно на родословното дърво при хората, помага да се разкрие как различните видове са свързани помежду си. То се изготвя чрез сравняване на ДНК последователностите между различни видове, за да се идентифицират промените, които се натрупват с течение на времето – един вид „фосилен запис“ на молекулярно ниво.
Изследователите успяха да изготвят огромното родословно дърво, като обединиха ДНК последователности на повече от 9500 покритосеменни растения. Това им позволи да отговорят на ключови въпроси за съвременния растителен живот и да вникнат в неговия произход.
Едно от ключовите предимства на този подход е способността му да секвенира широк спектър от растителен материал, както стар, така и нов, дори в случаите, когато ДНК е силно увредена. Огромните съкровищници от изсушен растителен материал в световните хербарийни колекции, които включват близо 400 милиона научни растителни образци, вече могат да бъдат изследвани генетично.
Използвайки такива образци, учените например са секвенирали екземпляр от растението песъчарка (Arenaria globiflora), откъснат преди близо 200 години в Непал, и въпреки лошото качество на неговата ДНК успяват да му намерят мястото в родословното дърво.
Те дори анализират изчезнали от Земята растения, като Маслината от остров Гуадалупе (Hesperelaea palmeri), която не е виждана жива след 1875 г.  Всъщност според Червения списък на Международния съюз за защита на природата 511 от секвенираните видове по този проект са застрашени от изчезване, включително още три като Hesperelaea, които вече са изчезнали.
От 9506-те вида, секвенирани за това проучване, над 3400 са от материал, получен от 163 хербария в 48 държави, с допълнителен материал от растителни колекции по целия свят, като ДНК банки, семена и живи колекции.
Сред изследваните за ДНК видове повече от 800 не са били секвенирани никога досега. Изследователите също така се възползваха от публично достъпни данни за повече от 1900 вида, подчертавайки стойността на подхода на отворената наука за бъдещи геномни изследвания.
Покритосеменните растения са се появили преди повече от 140 милиона години, след което бързо са изместили другите растения на Земята. Дарвин е озадачен от привидно внезапната поява на такова разнообразие във фосилните записи и пише: „Бързото развитие, доколкото можем да съдим, на всички висши растения в рамките на последните геологични времена е една ужасяваща мистерия.“
Използвайки 200 вкаменелости, изследователите проследяват родословното ДНК дърво на живота назад във времето, за да покажат как цветните растения са еволюирали през геологичните епохи. Те откриват, че ранните покритосеменни растения наистина са се развивали с огромно разнообразие, както е отбелязал Дарвин. Бързото развитие на тези растения е дало началото на над 80% от основните линии, които съществуват днес, малко след възникването им.
След това обаче тази тенденция намалява до по-спокойни темпове през следващите 100 милиона години, докато преди около 40 милиона години не настъпва нов скок в диверсификацията, който съвпада с глобалното понижение на температурата.
Тези нови открития биха очаровали Дарвин и със сигурност ще помогнат на днешните учени, които се опитват да разберат как и защо видовете се разнообразяват.
Дървото на живота на цветните растения има огромен потенциал за изследване на биоразнообразието. Това е така, защото, както може да се предвидят свойствата на даден химичен елемент въз основа на позицията му в периодичната таблица на Менделеев, местоположението на даден вид в дървото на живота позволява на изследователите да предвидят неговите свойства. Следователно новите данни ще бъдат безценни за напредъка в много области на науката и не само.
За да стане това възможно, родословното ДНК дърво и всички данни, на които то се основава, са предоставени на света открито и свободно чрез платформата Kew Tree of Life Explorer. 
Откритият достъп ще помогне на учените да използват напълно потенциала на данните. Например те могат да ги комбинират с изкуствен интелект, за да прогнозират кои растителни видове могат да съдържат молекули с медицински потенциал. По подобен начин дървото на живота може да се използва за по-добро разбиране и прогнозиране на това как вредителите и болестите ще засегнат растенията в бъдеще.