Luften Du Ånder? En Diatom Made That

{h1}

Små diatomer er smukke, rigelige og overraskende mystiske, når de driller ud, hvordan de udviklede sig, og hvorfor de kan dele mange af deres gener med bakterier.

Andrew Alverson er biolog og ekspert på diatomer ved University of Arkansas i Fayetteville. Han har bidraget med denne artikel til WordsSideKick.com's Ekspert stemmer: Op-Ed & Insights.

Du spiser ca. 2 liter (lidt over en halv gallon) ilt i den tid det tager dig at læse dette indlæg. Ca. 20 procent af det ilt kommer fra fotosyntese af marine diatomer - de vigtigste små organismer, som de fleste mennesker aldrig har hørt om.

Diatomer er små - fem til ti af dem kan passe på en pin-hoved - men disse single-cellede alger spiller en enorm rolle for at holde planetens økosystem i gang. De er vigtige mediatorer af kulstof- og iltcykler, en integreret del af marine fødevarebaner og de vigtigste cyklusser af silica, som udgør omkring en fjerdedel af jordskorpen. [I Fotos: Diatomernes Mangfoldighed]

Hvis du er en aktuel ekspert - forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør - og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her.

Hvis du er en aktuel ekspert - forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør - og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her.

At bestemme, at et diatomegen blev erhvervet fra bakterier, er ikke så let som det kan synes, og bestemmelsen vil sandsynligvis variere - enten subtilt eller dramatisk - afhængigt af hvor mange sekventerede genomer der er til rådighed til sammenligning. Meget på samme måde som politiet ikke kan finde en gerningsmand, hvis hans fingeraftryk ikke er i deres database, ville det være svært, om ikke umuligt at finde ud af, at et gen, der ligner en fra bakterier, er et gammelt, etableret eukaryotisk gen, hvis der er ingen eukaryotiske genomer at sammenligne og analysere.

Da hundrede eukaryotiske genomer er blevet sekventeret siden den diatom-bakterielle HGT-opdagelse i 2008, vil der sandsynligvis fremstå en meget mere raffineret historie i de kommende år. Specielt vil projekter finansieret af Gordon og Betty Moore Foundation og US National Science Foundation producere komplette genomer for flere flere diatomer og transkriptomer (de fleste af organismens gener) for hundredvis af yderligere diatomiske arter. Disse data vil kaste værdifulde nye lys i, i hvilket omfang diatomer har haft gavn af ektrinsisk afledt genetisk materiale.

Diatomet Ditylum.

Kredit: Elizabeth Ruck

Det skal ses, om nogle af de samme, hovedsagelig indre processer, der er impliceret i diversificeringen af ​​andre "hyperdiverse" eukaryoter, også har været til spil i løbet af diatomevolutionen. Blomstrende planter og hvirveldyr, for eksempel, oplevede berømt serie runder med helgenetplikation. Selvom de fleste af de duplikerede gener næsten mistede øjeblikkeligt i evolutionshistoriens støvkammer, forblev nogle af dubletterne uafhængige af deres forfædre, der udviklede sig frit for at erhverve nye eller ændrede funktioner. Diatomogener indeholder masser af duplikerede gener, men om disse er opstået i stykker eller i store, punkterede udbrud er et åbent spørgsmål.

Så hvad gør et diatom et diatom? Hvilke faktorer bidrog til at bane vej til deres nuværende fremtrædende sted i verdens oceaner? Hvad får nogle linjer, som diatomer, til at diversificere, mens andre slipper? Kan gener og genomer hjælpe os med at besvare disse spørgsmål?

Diatomet Thalassiosira nodulolineata.

Kredit: Andrew Alverson

Ligesom jordplanter og andre eukaryotiske alger, diatomoplastider - motorerne for fotosyntese - sporer tilbage til en gang levende bakterier. Men skylder diatomer en særlig gæld til bakterier? I hvilket omfang har bakteriegener været kilde til vigtige nye træk i diatomer? I hvilket omfang har diatomistribution fulgt samme ruter som andre forskelligartede, men mere intensivt undersøgte, eukaryoter? Med et nyligt tilskud fra National Science Foundation, en kollega - Norm Wickett fra Chicago Botanic Garden - og jeg vil bruge og bidrage til den kommende stigning af genomiske data for at hjælpe med at svare på nogle af disse spørgsmål.

Genomerne vil dog ikke fylde alle hullerne. Ved de fleste skøn er omkring 90 procent af diatomiske arter endnu ikke opdaget og navngivet, så selvom vi begynder at ophæve historien om diatomediversificering, vil langt størstedelen af ​​spillerne forblive anonyme.

Redaktørens note: Du kan her a offentlig radio interview med Alverson på KUAF.

Følg alle spørgsmålene og debatterne fra Expert Voices - og blive en del af diskussionen - på Facebook, Twitter og Google +. De synspunkter, der er udtrykt, er forfatterens og afspejler ikke nødvendigvis udgiverens syn eller universitetet i Arkansas. Denne version af artiklen blev oprindeligt udgivet på WordsSideKick.com.


Video Supplement: HOW TO: Never do water changes.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com