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開花植物為什麼可以全球制霸?或因其基因組規模較小

最近, 美國的一個科研團隊嘗試分析了一個長期懸而未解的生物學問題:被子植物是如何打敗曾今遍佈全球的裸子植物, 成為地球表面最主要的植物門類的?而他們最終認為這或許與兩類植物的基因組規模相關。 這一成果已經發表於2018年1月11日的期刊《PLOS biology》上。

被子植物與裸子植物是用種子進行繁衍的兩個大植物門類, 其最主要的區別在於被子植物的種子有果實的包裹, 但裸子植物則沒有。

而植物的果實是由花朵中的子房部位發育而來, 相應的也就可以知道, 沒有果實的裸子植物並不開花, 只有靠孢子葉球來代替部分花的功能——典型的例子就是松柏類的花其實都不是真正的花。 與之對比, 被子植物也就常被人成為“開花植物”。

在恐龍時代, 裸子植物曾經遍佈全球, 但是, 它們也隨著恐龍的消亡, 逐漸消失在遍佈全世界的花海之中, 目前, 世界上的裸子植物從種類到數量都遠少於被子植物。 但這其實也是一個困惑了生物學家很久的問題, 到底什麼原因使被子植物在競爭中輕易打敗了曾經長期制霸全球的裸子植物, 並取而代之的?這個問題甚至被達爾文稱之為“討厭的問題”。

三藩市州立大學的凱文·西蒙寧(Kevin Simonin)與耶魯大學的亞當·羅蒂共同展開了研究, 通過對植物的氣孔數量等進行分析, 他們最終認為被子植物可以廣泛傳播的原因是其“基因組規模較小”。

研究人員解釋說, 基因組規模縮小後, 細胞核與細胞整體的體積都會縮小, 同時葉片中的葉脈與氣孔也會增多, 這可以使植物的光合作用更有效率。 相應的, 其體內有機物積累也會變快——這會帶來更快的生長速度。 所以, 開花的被子植物可以在競爭中更有優勢, 讓今天全球大部分地區都可以看到鮮花和果實。

不過, 對於被子植物如何縮小其基因組規模等問題, 文章作者認為還需要繼續研究。

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