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从埃特纳火山到英国遗传学揭示了牛津千里光的独特旅程和韧性

开心的月饼 2024-09-13 14:24:07 健康养生

这种雏菊科植物是西西里祖先的后代,它出现在英国,从植物园中逃出,并在工业革命期间开始征服该地区。

从埃特纳火山到英国遗传学揭示了牛津千里光的独特旅程和韧性

很少有人能发现这样一个引人入胜的故事的细节,尤其是因为很少有新物种的出现可以追溯到短短300年的时间。牛津千里光,学名Seneciosqualidus,是一种开黄色花朵的菊科植物,于17世纪首次出现在牛津植物园,当时它是由两种仅产于西西里岛埃特纳火山的植物杂交而成。

里斯本大学科学学院(CIÊNCIAS)生态、进化与环境变化中心(CE3C)研究员BrunoNevado领导了这项研究,该研究现已发表在《当代生物学》杂志上。该研究通过遗传学的视角揭示了该物种存在的关键时刻——从其起源到工业革命期间在英国的殖民。

17世纪末至18世纪初,植物学家FrancescoCupani和WilliamSherard将意大利埃特纳火山崎岖山坡上的特有植物Seneciochrysanthemifolius和Senecioaethnensis引入了英国格洛斯特郡博福特公爵夫人的花园。在埃特纳火山上,由于栖息地不同,这些植物很少混合在一起——S.chrysanthemifolius生长在海拔1,000米以下,S.aethnensis生长在海拔2,000米以上。然而,在英国,环境使它们之间的距离更近,从而产生了杂交个体。

到18世纪最初20年,这些杂交品种在著名的牛津植物园中得到栽培,并最终发展出一种新的杂交品种,即Seneciosqualidus(因此得名牛津千里光)。到18世纪末,S.squalidus已经逃离了其原有的地域,并蔓延到牛津的城市环境中,开始在英国归化并最终定植。

可能是由于其起源于适应严酷火山地貌的物种,这种杂交物种得以繁衍生息,后来通过19世纪工业革命期间不断扩大的铁路网络传播开来。正是通过“火车”,黄花牛津千里光在150年的时间里到达了英国几乎每个角落。如今,从苏格兰到威尔士,甚至在爱尔兰,都能找到这种物种,它们在铁路线、路边、人行道、工业区和其他受干扰的栖息地繁衍生息。

Seneciosqualidus是少数几个起源非常近的杂交物种之一。Nevado强调了这一稀有性,“通常情况下,杂交物种的形成时间要长得多,很难区分促成物种形成的过程与影响杂交物种进化后期的过程。但通过这个物种,我们可以研究物种形成早期阶段所涉及的过程。”

在这项与英国多所大学和剑桥大学威康桑格研究所的研究人员合作进行的新研究中,对S.squalidus的基因组进行了测序。对S.squalidus及其亲本物种的遗传分析表明,杂交物种的基因组发生了快速重组,这是由亲本物种之间遗传不相容性的解决和自然选择所驱动的。这些过程形成了独特的基因组,结合了父母双方的特征,使新物种能够在父母双方都无法生存的环境中茁壮成长。

由于这一独特的进化历程,“牛津千里光可以成为研究杂交及其在新物种出现和在具有挑战性的环境中定居中的作用的一个小型、特殊的实验室”,内瓦多总结道。


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