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複製自己長達五萬年的「複製苔」

一項最新研究指出,一種遍佈夏威夷群島的苔蘚群落似乎是來自一株複製自己長達五萬年的個體—它也許會成為地球上最古老的多細胞生物之一。

Sphagnum palustre苔蘚的泥炭沉積物在北半球到處可見,但生長在夏威夷的同種苔蘚卻只依靠複製來繁殖,完全不需要性,也不需要製造孢子。

所有採集到的苔蘚樣本都共享一種罕見的遺傳標記,這暗示了他們起源自一株也許是在幾萬年前被風帶到夏威夷群島的創始者(founder)苔蘚。

「既然S. palustre是雌雄異株,擁有雌株與雄株,那麼當初隨風飄到夏威夷群島的那株苔蘚便不可能進行有性生殖了。」此研究的共同作者Eric Karlin說,他是紐澤西拉馬坡學院(Ramapo College)的植物生態學家。「在這種情況下,你會預期是一株創始者苔蘚有這個罕見的特徵,而不太可能是許多創始者苔蘚都具有相同的罕見特徵。」

古老的苔蘚有驚人的歧異度

在夏威夷大島(Big Island)的可哈納(Kohala)山峰上,發現了一塊23900年歷史的泥炭塊內含有化石化的S. palustre遺跡。從這些遺跡看來,Karlin和他的同事們推論這種苔蘚在夏威夷的歷史至少和那些化石一樣長,甚至更久遠也說不定。

為了尋求答案,研究團隊分析現今苔蘚族群的基因多樣性,並決定其突變的速率(mutation rate)。藉由此突變速率,他們能估計不同的苔蘚族群是從多久之前開始分歧的—大約五萬年前。

這些苔蘚的遺傳分析也顯示出驚人的多樣性—挑戰了一般認為無性繁殖的產物因為沒有經過DNA交換而遺傳多樣性很低的想法。「他們並不是完全一樣,因為突變永遠都在發生,」Karlin說:「所以只要給一段足夠的時間,你會發現來自同一複製苔的子代們彼此在基因上完全不相同。」「不過,在島上也許有我們還沒研究的植物族群也有相似的歷史。」

外來苔蘚對當地植物造成大麻煩

由於缺乏有性繁殖,這些苔蘚似乎是被困在可哈納的山峰上,Karlin說道。有性繁殖—製造出在空中傳播的孢子—是讓植物傳播到別處的必須條件。但是人類在無意識間伸出了援手,幫助苔蘚擴展他們的地盤。在上個世紀中,人們利用苔蘚包裹東西,因此幫助這物種橫跨夏威夷大島如同橫跨瓦胡島(Oahu)般。

「這些苔蘚在引進的地方大發生,尤其是在瓦胡島。」Karlin說。然而,苔蘚的成功建立在其它當地植物上。「這真是個大問題。苔蘚完全改變了地表層的生態。地表上不是土壤,而是鋪了一層厚厚的苔蘚,許多當地植物的種子無法在苔蘚層上生長。」

資料來源 : Moss Has Cloned Itself for 50,000 Years, Study Says

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