最新发表于《细胞》杂志的一项研究,为“植物为何能在6600万年前的大灭绝中幸存”这一问题提供了全新的科学解答。比利时科学家通过分析470种开花植物的基因组,揭示了全基因组复制是植物在极端环境中生存并繁衍的关键策略。这一发现不仅解决了演化史上的长期谜题,也为评估植物应对当今气候变化的潜力提供了重要参考。
6600万年前,小行星撞击地球导致非鸟类恐龙灭绝,但许多植物却在灾难中存活下来并迅速繁衍。此前对此有多种假说,而该研究指出,全基因组复制显著提升了植物后代在环境剧变中的长期存活率,这一现象在被子植物中尤为突出。全基因组复制是指生物体获得额外整套染色体的现象。尽管这会增加能量消耗和有害突变的风险,但在极端环境压力下,额外的基因拷贝能提供关键的适应优势。研究团队通过分析基因组中的基因块排列模式,并结合44种植物化石的年代数据,重建了基因组复制的时间线。结果显示,全基因组复制事件集中出现在几个关键节点:6600万年前的小行星撞击、多次冰河时期,以及5600万年前的古新世—始新世极热事件。
在古新世—始新世极热事件期间,全球气温在约10万年内上升了5至9摄氏度,这一幅度与当前气候变化趋势相当。研究发现,该时期产生的多倍体植物展现出更强的环境适应能力——多余的基因拷贝能够演化出新功能,帮助植物应对高温、干旱等极端条件。这一机制或许可以解释为何某些植物类群能历经多次大灭绝而存续至今。
该研究不仅揭示了植物演化史上的重要规律,也为预测物种对未来气候变化的响应提供了科学依据。尽管当前全球变暖速度远超地质历史时期,但研究表明,基因组更为复杂的植物类群可能具备更强的适应潜力。这对理解生物多样性在气候危机中的存续机制具有重要意义。
