異なる植物種間のゲノム サイズの変動は非常に大きく、顕花植物だけでも 2300 倍の変動があります。 植物ゲノムサイズの変動は十分に記録されていますが、この変動のどの程度がゲノムサイズの単純な中立ドリフトではなく、選択圧から生じるかについては議論の余地があります. 興味深いことに、植物ゲノムのサイズは、植物組織のガス交換に不可欠な植物気孔のサイズと相関すると考えられています。 化石の記録は、デボン紀と中生代 (それぞれおよそ 420 億 360 万から 250 億 60 万年前と XNUMX 億 XNUMX 万から XNUMX 万年前) の植物が大きな気孔を持っていたことを示しており、これらの時代の植物も大きなゲノムを持っていたことを示唆するために使用されてきました。
大きな気孔は一般にガス交換の効率が悪いと考えられており、デボン紀と中生代の大部分は大気中の COXNUMX が多かった2 レベル。 これは、デボン紀および中生代の植物が、COを最大化する多数の小さな気孔を気にする必要がなかった可能性があることを示しています2 とにかく非常に豊富だったので、吸収しました。 しかし、現在のところ、歴史的な植物が高 CO で育ったかどうかを知ることは不可能です。2 周囲には実際に大きなゲノムがあり、気候変動が今日見られる植物ゲノムサイズの多様性を生み出す原動力となった可能性があるかどうか.
彼らの最近の論文で Annals of Botany, Pavel Veselýらは妥協案を提案している。 彼ら 地生植物の気孔とゲノムサイズを調べる （地下貯蔵器官を持つ植物）南アフリカで発見。 これらの地球植物の多くは葉が垂れ下がっています。つまり、それらの葉は地面に平らに置かれ、その下に湿った微気候を作り出します. 著者らは、この湿度の高い微気候が、デボン紀および中生代の過去の状態の代用として使用され、そのような状態が気孔とゲノムサイズに与えた可能性がある影響を調査できるという仮説を立てています。 彼らは、前立腺葉植物の気孔が、同じ環境で成長している直立した葉を持つ植物の気孔よりも大きいことを発見しました。 さらに、これらの植物の気孔サイズは、全体的に植物ゲノム サイズと正の相関を示しましたが、この傾向は、より大きなゲノムを持つ植物では弱かったのです。
このデータは、ゲノムサイズの変動が実際に気候変動によって引き起こされる可能性があるという仮定、および気孔のサイズとパターンを変更する必要性を支持するものです。 著者らはまた、種のペア (つまり、前立腺種と関連する直立種) を比較すると、前立腺種の気孔サイズの増加は、従来の気孔密度の減少またはコンダクタンスの減少と必ずしも関連していないことも観察しています。 これは、気孔のサイズとパターン形成の変化が、CO へのアクセスを改善する必要性だけではないことを示唆しています。2, また、湿度などの他の環境要因に応じてガス交換を最適化する必要もあります。 著者らは、これが他の実験データとよく一致していることに注目しています。 シロイヌナズナ、そしてデボン紀と中生代には高湿度の「温室」気候があったと考えられていることを指摘しています。 これは、気孔進化のさまざまな側面がさまざまな環境圧力に対応するという議論を強化し、これらは植物ゲノムサイズの進化の原動力でもあり、今後もそうであり続ける可能性がある.
全ゲノム重複によるゲノムサイズの増加は、植物進化中の発生の複雑さの増加の主要な要因であることがしばしば示唆されてきました。 これらの増加がどのように起こったのかを理解することは、今日存在する植物の多様性と、それらの形態と機能の広範なバリエーションを理解するための鍵となります.
