藓类植物动态持久耐用

在今天发表的一篇Nature Communications论文中，包括UConn的Bernard Goffinet在内的国际研究团队使用DNA测序技术重建了苔藓的家谱，这种树可以追溯到至少4亿年前。

根据现有30种苔藓中29种苔藓的142种苔藓的比较，研究人员能够重新评估已知的苔藓进化并提出一个整体的系统发育(家族)树。由此产生的苔藓进化史也代表了一个更强大的框架来研究主要形态创新的演变。该研究分析了来自苔藓细胞核的数百个基因序列，但也分析了其他细胞成分或称为质体和线粒体的细胞器。研究人员写道，据他们所知，这是第一项采用这种整体方法的研究。

该团队发现，苔藓在其进化历史中一直非常活跃 - 远比种子植物更为活跃。结果还可以深入了解进化变化的速度，特别是导致系统发育树的不同分支创建的重大变化。

总的来说，苔藓往往具有减少的结构，并且它们以特有的交替形式繁殖，具有最熟悉和可识别的称为配子体的形式。下次你看到一些苔藓，你可能会在它的配子体阶段看到它。

藓类植物非常多样化，最显着的是有助于释放孢子进行繁殖的结构。这些差异是科学家将苔藓分为五大类的基础。苔藓使用孢子而不是种子进行繁殖。

例如，下图中的结构来自生长在非洲稀树草原上的苔藓。干燥的形状，花状杯 - 称为peristome - 向上延伸，由扭曲的茎支撑。一下雨，组织吸收水分，茎秆向下弯曲，向下弯曲，并将胶囊隐藏在叶子中，以防止空气潮湿时孢子散开。

苔藓广泛存在于全球所有非海洋生态系统中，常常发挥重要的生态作用，例如养分循环。已经存在了至少4亿年，并且保持了一个看起来相当简单的建筑，长期以来人们认为苔藓是过去或进化死胡同的“狮身人面像”，但现在正在成为高度动态的血统。

由于其悠久的遗产，苔藓在其存在的过程中面临着巨大的变化，这可能导致它们的迷人多样性。从诸如大规模灭绝事件之类的外部力量，到全球温度的变化，或全基因组重复等内部力量，苔藓一直存在并适应了许多挑战。

它们的多样性反映了主要和独特的能力，能够承受和适应具有挑战性的环境，例如岩石表面和树干上的环境。Goffinet说，苔藓也适应多变的条件，而很少有开花植物可以在没有根的情况下生存，只依赖于雨水，甚至仅由雾提供的水分，不仅可以浇水，还可以“喂养”它们。

研究苔藓的演变一直是一个挑战，直到DNA测序技术的出现，部分原因是化石记录中没有苔藓，但也因为它们的多样性。即使使用DNA技术，由于DNA研究与先前的推论相矛盾，许多模糊性仍然存在。

Goffinet说，基于DNA的推论对解决动态血统如苔藓的关系至关重要。

“该研究的重点是解决peristome的发展，这是一种控制或帮助孢子散布的结构，”他说。“这种结构对于苔藓进化系统主义者来说是开花植物系统主义者的花朵：它被认为是告诉我们的关系。具有相同的peristome建筑的苔藓应该比具有不同peristomes的苔藓更紧密相关。

“由于形态学可能具有误导性，”他继续说道，“DNA序列被视为信息的独立来源，可以从中重建或推断关系，从而检验假设.DNA可以揭示已经从形态空间中消除的共享祖先的签名，由于收敛或逆向演化。

“你的建造方式和你的外表并不总是你演变故事的最佳指标。”像这样的研究依赖于康涅狄格大学和其他地方的生物多样性收集作为DNA提取组织的来源，Goffinet说，没有这些收集，进行这项研究是不可行的。

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