Malá, zdánlivě nenápadná kapradina. Od těch rostoucích u nás se na pohled příliš neliší, snad má jen výraznější barvu a je menší, měří jen asi deset centimetrů. Rostlina, která roste jen na odlehlém tichomořském ostrově, je ale výjimečná: má zatím největší poznaný genom ze všech organismů na Zemi.
Genetický obr měří jen deset centimetrů, jeho DNA má ale přes sto metrů
Novokaledonská kapradina Tmesipteris oblanceolata má v jádru svých buněk více než padesátkrát mohutnější DNA než člověk. Kdyby se DNA z jedné buňky této kapradiny, která je široká jen zlomek milimetru, rozpletla, měla by délku 106 metrů, popsali biologové v nové studii. To odpovídá dvojnásobku výšky pražské Petřínské rozhledny.
Genom kapradiny má 160 párů gigabází (Gbp), což je o sedm procent více než předchozí rekordman, japonská kvetoucí rostlina Paris japonica. Pro srovnání: lidský genom má velikost 3,1 Gbp, je tedy padesátkrát menší, než má kapradina. Po „rozpletení“ by měl pouhé dva metry.
Autory výsledky výzkumu překvapily. „Mysleli jsme si, že jsme už dosáhli biologické hranice. Opravdu se pohybujeme na hranici biologie,“ uvedli autoři ve studii, která vyšla v odborném žurnálu iScience.
Genom jako manuál organismu
Odhaduje se, že lidé mají v těle třicet až padesát bilionů buněk. V každé z nich se nachází jádro, které obsahuje DNA, která funguje jako manuál, jenž říká organismu, jak žít.
Celá DNA organismu se nazývá genom. Vědci zatím kvalifikovaně odhadli velikost genomu asi u dvaceti tisíc organismů, což je jen zlomek života na Zemi. Mezi živočichy je vítězem bahník východoafrický, ryba, jejíž genom má 130 Gbp.
Neexistuje žádná souvislost mezi složitostí organismu a velikostí jeho genomu. A neplatí to ani opačně – jednoduchá masožravka Genlisea aurea je zase organismem s nejmenším genomem o velikosti pouhých 0,06 Gbp.
Veliká DNA může být přítěží
Vztah mezi velikostí genomu a vlastnostmi organismu je složitý. Existují ale důkazy o tom, že mít obrovský genom může být nevýhodou, podotkli autoři. „Čím více DNA máte, tím větší musí být vaše buňky, aby se do nich všechno vešlo,“ popsali. Pro rostliny větší buňky znamenají, že například póry listů musí být větší, což může způsobit pomalejší růst. Navíc je složitější vytvořit nové kopie celé DNA, což zase omezuje jejich reprodukční schopnosti.
To znamená, že nejmohutnější genomy mají pomalu rostoucí, vytrvalé rostliny, které se nemohou snadno přizpůsobit nepříznivým podmínkám ani čelit dynamické konkurenci. Velikost genomu může také ovlivnit způsob, jakým rostliny reagují na klimatické změny, měnící se využití půdy a další environmentální problémy způsobené člověkem, doplnili autoři studie.
Vědci zatím netuší, co přesně organismy s obří DNA dělají. Předpokládají, že většina z ní je nevyužitá a jde jen o relikt nějakých změn v minulosti. Je ale možné, že věda zatím funkci neodhalila.
