蕴藏大秘密的小蕨类植物被载入吉尼斯世界纪录

倒披针叶木蕨 是一种鲜为人知的叉蕨，产于南太平洋法国领土新喀里多尼亚。这种不起眼的植物只有 4 到 6 英寸高，但从某种特定意义上来说，却是世界上最了不起的生物。

“你会走过它。你甚至可能在不知情的情况下踩到它，”英国皇家植物园邱园的植物进化生物学家兼高级研究负责人伊利亚·莱奇 (Ilia Leitch) 说。“但它里面隐藏着一个巨大的秘密。”

最近， 倒披针叶铁杉 进入 吉尼斯世界纪录 此前，一组科学家发现，这种细长的蕨类植物拥有已知生物中最大的基因组。其每个细胞的细胞核中都塞满了 1604.5 亿个碱基对——也就是植物 DNA 旋转双螺旋结构中的 1604.5 亿个横档。

倒披针叶铁杉 比加州红杉拥有更多的基因（长绿红杉）或巨大的蓝鲸（鲸鳖）它的 DNA 比 一个聪明人，是第一个弄清楚 DNA 是什么的物种。研究结果 发布 在iScience杂志上。

基因组包含指导生物体生长发育所需的所有信息。但生命不会像宜家或乐高组装手册那样以整齐、步骤越多越复杂的方式来提供指令——因此，娇小的蕨类植物拥有巨大的遗传密码。

加州理工学院生物学家艾略特·迈耶罗维茨 (Elliot Meyerowitz) 表示，测量基因组大小“并不是衡量基因组复杂性或编码能力的方法”，但他并未参与这项研究。

大多数植物和动物细胞携带的遗传物质中，只有极小的一部分真正包含如何制造构成生物的构件的直接指令。不到 2% 的人类基因组实际上编码蛋白质。对于叉蕨，研究小组估计其基因组中只有不到 1% 的基因组编码蛋白质。

其余部分被称为非编码 DNA。了解这些非编码遗传物质的作用以及细胞为何携带它们是进化生物学中最大的问题之一。

半个世纪前， 科学家驳斥 这些非编码物质被称为“垃圾DNA”，这一术语现在被认为“反映了我们的无知”，莱奇说。

她说，这并不意味着它什么也不做。我们只是还不了解它所做的一切。

近年来，研究人员发现，操纵或删除部分非编码序列会影响基因表达。这表明，至少部分此类物质在“开启”和“关闭”基因的过程中发挥着作用，“就像管弦乐队的指挥，指挥谁进来，谁应该在这里安静”，莱奇说。

这种复杂的基因表达编排使我们人类自身以及整个生物界获得了令人难以置信的多样性。

“了解这些基因组如何运作和构造代表着该研究领域的终极里程碑，”佩利瑟在一封电子邮件中写道。“但就目前而言，这就像试图阅读一本说明书，却不知道第一页在哪里！”

一位研究人员在新喀里多尼亚寻找叉蕨。

（奥里安·伊达尔戈）

“即使它不是最大的，也非常接近了，”莱奇在谈到叉蕨基因组时说道。“拥有如此多的 DNA 会带来如此多的后果，我认为我们已经到了生物学能够应对的极限。”

生物体必须分裂细胞才能生长，而在此之前，它必须复制细胞中的所有 DNA。莱奇指出，复制庞大的基因组需要投入大量时间、精力和营养。对于植物来说，基因组越大，生长越慢，光合作用效率越低。

因此，拥有大量基因组的生物往往生活在没有太多竞争的稳定环境中，莱奇说。 倒披针叶铁杉生长缓慢 重楼 和 大理石肺鱼，拥有动物界最大的基因组（近1300亿个碱基对）。

不幸的是 倒披针叶铁杉，在快速变化的气候下，稳定的条件越来越难以实现。

“只要他们稳定，只要事情没有变化，自然选择就不会淘汰他们，”莱奇说。“我预计，如果环境发生变化，他们的情况将不会好转。”