Naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie genomu paproci, które wykazało zdumiewające zdolności tych prehistorycznych roślin. Artykuł na ten temat został opublikowany w Nature Plants.

Objętość genomu paproci jest bardzo duża, co utrudnia jego badanie i sekwencjonowanie („dekodowanie”). Po wielu latach pracy międzynarodowemu zespołowi naukowców kierowanemu przez Daniela Marchanda z Uniwersytetu Stanforda udało się zsekwencjonować trzy gatunki paproci z grupy Ceratopteris richardii, najliczniejszej wśród paproci.

W sumie genom paproci zawiera 7,46 miliarda zasad na 39 chromosomach, czyli ponad dwukrotnie więcej niż genom człowieka. Wcześniej sądzono, że genom jest tak duży z powodu powtarzających się cykli duplikacji całego genomu, w których potomstwo organizmu przypadkowo dziedziczy dodatkowe kopie całego genomu organizmu. Jest to charakterystyczne dla roślin i może zapewnić pewne korzyści, takie jak szybka ewolucja i dywergencja. Jednak większość organizmów w trakcie adaptacji przywraca genom do normalnych rozmiarów.

Zamiast identycznych odcinków DNA, których można by się spodziewać, gdyby doszło do duplikacji, chromosomy paproci zawierają mieszankę powtarzających się fragmentów i skrawków, śmieci genetyczne, które nagromadziły się w roślinie. Osiemdziesiąt pięć procent genomu C. richardii składa się z tych transpozonów, sekwencji DNA, które mogą poruszać się po genomie. Paprocie nie są skuteczne w usuwaniu nadmiaru DNA i po prostu go przechowują.

Ponadto okazało się, że rośliny nie tylko stopniowo akumulowały DNA, ale także pożyczały je od innych organizmów. Genom paproci chroni przed pewną toksyną, która wybija dziury w błonie komórkowej. Ta ochrona jest powszechnie spotykana u bakterii, co sugeruje, że paproć nabyła ją od bakterii poprzez horyzontalny transfer genów.

Naukowcy czerpią analogię pożyczania genów bakterii z graniem w lotto, gdy nie jest jasne, czy mutacja będzie pozytywna, czy negatywna. W dalszych eksperymentach autorzy mają nadzieję lepiej zrozumieć mechanizm przenoszenia poziomego w roślinach.