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发布日期：2024-07-14 作者：开博
为何一项关在花花卉草的研究，会被评价为“使人难以置信的成绩”？
英国皇家植物园带领的由279名科学家构成的国际团队，4月24日在《天然》杂志上颁发了一篇新论文，发布了科学界对开花植物种系进化树的最新熟悉。
这项研究操纵了来自9500多个物种的18亿个遗传暗码，笼盖了近8000个已知的开花植物属（约60%），为人类睁开了一部植物进化史，并告知人们，这些植物是若何在地球生态的主导地位上突起的。
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构建被子植物进化树的数据比同类研究多15倍，触及对9500多种分歧开花植物的测序。
图片来历：英国皇家植物园
研究人员认为，这些贵重数据有助在将来辨认新物种、完美植物分类、发现新药用化合物和在天气转变和生物多样性损失的环境下庇护植物。
“解锁”汗青植物标本
开花植物的种系进化树，就像人类家谱一样，能令人们领会分歧物种之间的关系。经由过程比力分歧物种之间的DNA序列来发现进化树，以辨认跟着时候推移而堆集的转变（突变），就像考据“份子化石”记实。
跟着DNA测序手艺前进，人们对进化树的领会也在敏捷提高。在这项研究中，团队开辟了新的基因组手艺，可从每一个样本中取得数百个基因和数十万个遗传暗码字母，比初期方式多了几个数目级。
该研究中测序的最古老的植物是1829年搜集的干燥植物标本。
图片来历：英国皇家植物园
新方式的一个要害优势是，即便DNA严重受损，也能对各类新旧植物材料进行测序。世界列国的植物标本馆都是庞大的干燥植物材料宝库，此中包罗近4亿份植物科学标本，储藏着海量进化信息。
研究中初次被测序的Alstonia spectabilis标本，这是一种对原居民德顿人具有主要药用价值的物种。
图片来历： 英国皇家植物园
比方，团队可对近200年前在尼泊尔收集的沙草样本进行测序，虽然其DNA质量较差，但仍能将其放置在种系进化树中。
又比方，他们还阐发了已灭尽的植物，例如瓜达卢佩岛橄榄。事实上，按照世界天然庇护同盟濒危物种红色名录（IUCN），此次已测序的物种中有511个已面开博体育对灭尽风险。
在所有已测序的9506个物种中，跨越3400个物种来自48个国度163个植物标本馆，其他来自世界各地植物保藏品，例如DNA库、种子、活体保藏品等材料。这些对弥补要害常识空白、领会开花植物进化史相当主要。
解开令达尔文猜疑的谜团
开花植物发源在1.4亿多年前，尔后它们敏捷代替其他维管植物，占了陆地上所有已知植的90%摆布。
但是，包罗查尔斯 达尔文在内的几代科学家都对这类环境感应猜疑：这些植物为什么会在发源后不久就占有了主导地位？
科学家对寄生植物 Pilostyles aethiopica 进行了测序，这类植物糊口在其他植物体内，只有在开花时才可见。 DNA 测序已对这类植物所属的类群进行了从头分类。
图片来历：Sidonie Bellot/英国皇家植物园
针对化石记实中看似忽然呈现的多样性，达尔文在1879年给他的密友、皇家植物园园长约瑟夫 胡克的信中写道：“据我们判定，近代地质期间所有高档植物的快速成长是一个使人厌恶的谜团。”
此刻，研究团队操纵200块化石，将他们的进化树按时候进行了缩放，揭露了开花植物若何在分歧的地质期间进化。他们发现，初期开花植物的多样性确切呈爆炸性增加，在其发源后不久就发生了今天存在的80%以上的首要谱系。
新的进化树对松花蛇发草科和属进行了从头分类，这是一种结有奇特果实的热带小树。图片来历：达尼洛 坦当
但是，这类趋向在接下来的1亿年里却以不变速度降落，直到年夜约4000万年前，生物多样性再次激增，同时全球气温降落。这些新看法有助在现今科学家理解物种是如何应对多样化挑战的。
开放同享进化树“果实”
构建开花植物进化树对生物多样性研究具有主要意义。就像人们可按照元素在元素周期表中的位置来猜测其属性一样，物种在进化树中的位置也可以让人们猜测其属性。是以，进化树包括的新数据有助增进很多科学范畴的成长。
此次研究操纵到的数据中，有1900多个物种是此前公然的，这恰是开放科学方式对基因组研究的价值。
数据的进一步开放，还将帮忙科学家在将来充实操纵这些研究功效，例如将其与人工智能（AI）相连系，便可以猜测哪些植物种类可能含有药用份子。一样，也能帮忙科学家更好地领会病虫害，猜测其将来会对植物发生何种影响。
研究人员暗示，AI已用来猜测哪些植物中含有具有医治疟疾潜力的化学物资。新构建的开花植物进化树包括重大的数据集，为作出更多更正确猜测供给了机遇，加快从植物中发现药物治愈辣手疾病。
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