新喀里多尼亞的謙卑蕨擁有世界上最大的基因組 | 路透社

第1/5項：在新喀里多尼亞，太平洋中的法屬海外領土中，可以看到叉蕨物種Tmesipteris oblanceolata，這是一張未標明日期的照片。奧里亞娜·伊達爾戈/路透社提供

在新喀里多尼亞，太平洋中的法屬海外領土中，可以看到叉蕨物種Tmesipteris oblanceolata，這是一張未標明日期的照片。奧里亞娜·伊達爾戈/路透社提供5月31日（路透社）- 你以為擁有最大基因組的生物可能是藍鯨，非洲象或者可能是一棵巨型紅杉樹？一點也不接近。一個人類？再次錯誤。這個榮譽實際上屬於生長在西南太平洋法屬海外領土新喀里多尼亞的一種小蕨類植物。新研究表明，這種叉蕨物種，名為Tmesipteris oblanceolata，其基因組 - 生物體的所有遺傳信息 - 比之前的記錄保持者，日本開花植物日本櫻花，大7%，比人類基因組的大小大50倍以上。

基因組大小的度量單位是鹼基對，DNA的基本單位，在生物的細胞核中。如果像毛線團一樣拉直，這種蕨類植物每個細胞中的DNA長度將近350英尺（106米），比紐約自由女神像、倫敦大本鐘的鐘樓或印度泰姬陵還要高。人類基因組只有短短的6-1/2英尺（2米）。

這種蕨類植物主要生長在新喀里多尼亞的地面或倒下的樹幹上，距離澳大利亞東部約750英里（1,200公里），以及周邊島嶼如瓦努阿圖。

“我們可以告訴你，這個物種並不十分引人注目。這是一種小型植物，通常高10-15釐米（4-6英寸），如果不是特意尋找它的人很容易忽略它，”巴塞羅那植物研究所（IBB）的進化生物學家、該研究的共同第一作者Jaume Pellicer説道，該研究於週五發表在《iScience》雜誌上。研究中使用的標本是去年在新喀里多尼亞的大地島上收集的。它的葉狀結構並不是真正的葉子，而是扁平的莖。它屬於一個蕨類植物家族，其進化譜系在大約3.5億年前分化出其他蕨類植物，大約在恐龍出現之前1.2億年左右。一個龐大的基因組並不被認為是有益的。“我們認為 Tmesipteris oblanceolata 有如此龐大的基因組不是為了任何進化優勢，而僅僅是因為，出於我們目前尚不清楚的原因，它在長時間內未能有效地去除非功能性或冗餘的DNA序列，”Pellicer説。

攜帶生物體遺傳信息的DNA由兩條相連的鏈組成，這兩條鏈纏繞在一起形成一個雙螺旋的形狀，看起來像一個扭曲的梯子。鹼基對構成了梯子的橫樑。

多重後果

基因組大小有多重後果。例如，較大的基因組需要更多資源進行DNA複製、修復和轉錄 - 這是細胞用來製造生物體所需蛋白質的過程。

“這種增加的需求可能會給植物的能量和營養資源帶來壓力，否則這些資源本可以用於生長、繁殖和應對壓力，”IBB 進化生物學家和研究共同主筆 Oriane Hidalgo説。

更大的基因組需要更大的細胞來容納它們，並且需要更長的時間來複制DNA，從而減緩支撐生長的細胞分裂速度。這可能會降低植物物種爭奪光線、水分和營養的能力，使其在生態上更受限制，Hidalgo説。

科學家一直在想為什麼一些生物有大基因組而其他生物沒有。

“這確實是一個令人困惑的問題。但明顯的是，基因組大小與生物體複雜性之間沒有關係，”倫敦皇家植物園基因學家和研究合著者 Ilia Leitch説。

生物的體積大小與基因組大小之間也沒有關係。小蕨類植物的基因組大小比地球上最大的動物——藍鯨的基因組大約大6000%，比非洲象的基因組大約大4650%，比巨紅杉的基因組大約大1500%。

非洲的大理石肺魚擁有已知最大的動物基因組。蕨類植物的基因組幾乎大25%。

科學家們已經測量了大約2萬個具有明確定義的細胞核的生物的基因組大小，大基因組是例外而不是規律。

“基因組大小是一個重要的生物多樣性特徵，因為已經證明它在影響植物生長、競爭、以及對氣候變化和污染等環境挑戰的應對方面起着作用，” Leitch説。

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