Phát hiện loài cây có bộ gien ‘khủng’ nhất thế giới

Các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm Jordrell của Vườn bách thảo Kew (Anh) đã phát hiện ra loại cây paris japonica, loài thực vật bản địa quý hiếm của Nhật, đang sở hữu bộ gen lớn nhất trong tất cả các loài - lớn hơn bộ gen của con người và thậm chí lớn hơn so với kỷ lục trước đó thuộc về loài cá phổi cẩm thạch.

Paris japonica, loài cây có bộ gien "khủng". Ảnh: Scicence

Sự đa dạng về kích cỡ của bộ gene (số lượng DNA) trong thực vật và động vật từ lâu đã cuốn hút các nhà khoa học nhưng đồng thời cũng đặt cho họ nhiều thách thức kể từ khi điều này được phát hiện lần đầu tiên vào đầu thế kỷ XX.

Có một sự khác nhau đáng kinh ngạc về kích cỡ của các bộ gen. Bộ gen nhỏ nhất cho đến nay được phát hiện được tìm thấy trong một ký sinh trùng ở con người và những loài động vật có vú khác có tên là Encephalitozoon Intestinalis (0,0023 picograms - một picograms bằng một phần một nghìn tỷ của một gram). Bộ gen của con người có kích cỡ 3,0 pg, lớn gấp 1300 lần so với Encephalitozoon intestinalis. Tuy nhiên, con số này vô nghĩa trước những gì mà người ta tìm thấy được ở những loài động, thực vật khác.

Trong số các loài động vật, một số loài động vật lưỡng cư có bộ gen rất lớn. Lớn nhất theo ghi nhận hiện nay là của loài cá phổi cẩm thạch (Protopterus aethiopicus) với 132,83 pg. Ở thực vật, loài Assyriaca Fritillaria giữ kỷ lục trong suốt 34 năm cho tới khi các nhà khoa học phát hiện ra một loài cây lai tạo tự nhiên từ trillium (trillium và hagae) có bộ gen lớn hơn 4% so với fritillary (132,50 pg). Đây được cho là cỡ tối đa nhất mà một bộ gen có thể đạt tới.

Tuy nhiên cho đến mùa hè năm nay, một nhóm các nhà khoa học tại Kew phát hiện ra bộ gen của loài cây paris japonica Nhật Bản lên tới 152.23 pg, lớn hơn 15% so với bộ gen của loài cá phổi cẩm thạch.

Ông Ilia Leitch, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Jodrell của Kew nói: “Chúng tôi đã vô cùng kinh ngạc khi phát hiện ra loài thực vật nhỏ bé tuyệt đẹp này lại có một bộ gen lớn như vậy. Nó lớn đến nỗi khi kéo dài ra có thể hơn cả chiều cao của tháp Big Ben”.

Những sinh vật có bộ gien lớn rất quan trọng. Ở các loài thực vật, nghiên cứu đã chứng minh rằng các loài sở hữu bộ gen lớn có nguy cơ tuyệt chủng cao, thích nghi kém với cuộc sống trong đất bị ô nhiễm và ít có khả năng chịu đựng điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Số lượng DNA nhiều hơn trong một bộ gen sẽ mất nhiều thời gian hơn trong việc sao chép tất cả các DNA và phân chia. Hệ quả kéo theo của việc này là những loài có bộ gen lớn hơn sẽ mất nhiều thời gian hơn để hoàn thành một vòng đời so với loài có bộ gen nhỏ.

Vì thế, không phải ngẫu nhiên mà nhiều loài thực vật sống trên sa mạc lại có thể phát triển nhanh chóng sau mưa, bởi bộ gen nhỏ cho phép chúng phát triển nhanh hơn. Ngược lại, các loài có bộ gen lớn phát triển chậm hơn và bị loại ra khỏi những môi trường sống khắc nghiệt như vậy.

• L.V. (Theo Sciencedaily)