Mokslininkai atskleidė, kad šiuolaikinių augalų DNR veikia kaip savotiškas archyvas, kuriame išlikę itin seni virusinių infekcijų pėdsakai. Tyrimas rodo, jog tokios genetinės „fosilijos“ leidžia pažvelgti į gyvybės istoriją gerokai giliau, nei tai įmanoma remiantis vien tradicinėmis uolienų fosilijomis.
Darbas publikuotas mokslo žurnale „PLoS Pathogens“. Jame daugiausia dėmesio skirta virusų šeimai Caulimoviridae, kuri infekuoja augalus ir pasižymi išskirtine savybe: dalis viruso genetinės medžiagos gali įsiterpti į augalo chromosomas ir vėliau būti perduodama kitoms kartoms milijonus metų.
Tyrėjai išanalizavo 93 rūšių genomus, apimančius beveik visas pagrindines sausumos augalų linijas: nuo samanų iki žiedinių augalų. Tokia plati aprėptis leido nustatyti daugiau kaip 47 000 endogeninių virusinių sekų, kurios tapo didžiausiu iki šiol duomenų rinkiniu šiai virusų grupei tirti.
Ką atskleidė virusų pėdsakai?
Analizė parodė, kad Caulimoviridae įvairovė buvo smarkiai nuvertinta: identifikuotos 35 anksčiau nežinomos evoliucinės linijos. Be to, aptikta visiškai nauja virusų grupė, kuri, panašu, būdinga tik kai kurioms spygliuočių rūšims.
Duomenys taip pat leidžia manyti, kad šių virusų šeimininkais per ilgą laiką galėjo būti praktiškai visi induočiai augalai. Tai rodo ypač platų paplitimą ir ilgalaikį virusų bei augalų sambūvį, kuris truko šimtus milijonų metų.
Ryšys su masiniais išnykimais
Palyginus virusų evoliucinį medį su augalų raidos istorija, paaiškėjo, kad dalis virusų linijų evoliucionavo kartu su savo šeimininkais. Tačiau procesas nebuvo tolygus: aptikta ir šeimininkų kaitos, ir ištisų virusų linijų išnykimo požymių.
Tyrėjai atkreipia dėmesį, kad kai kurie lūžiai galėjo sutapti su masiniais išnykimais, kurie keitė Žemės ekosistemas. Tarp galimų pavyzdžių minimas periodas permio pabaigoje maždaug prieš 252 milijonus metų bei kreidos pabaiga prieš 66 milijonus metų, kai smarkiai persitvarkė gyvybės bendrijos.
Kodėl tai svarbu šiandien?
Šie rezultatai keičia požiūrį į augalų genomus: jie pasirodo esantys ne tik instrukcija, kaip organizmui funkcionuoti, bet ir ilgalaikė atmintis apie senovines infekcijas. Tokie įrašai tampa ypač vertingi, nes virusai dažniausiai nepalieka klasikinių fosilijų, todėl jų evoliuciją rekonstruoti įprastais paleontologijos metodais sudėtinga.
Mokslininkų teigimu, „molekulinės fosilijos“ gali padėti tiksliau suprasti, kaip virusai prisitaikydavo prie skirtingų augalų grupių ir kaip kito ekosistemos per geologinius laikotarpius. Tai atveria kelią naujiems tyrimams, kurie gali papildyti žinias tiek apie senovinius virusus, tiek apie ilgalaikę augalų ir patogenų sąveiką.