Loài dương xỉ lập kỷ lục về bộ gene lớn nhất hành tinh

Loài dương xỉ nhỏ trên đảo Grand Terre lập Kỷ lục Guinness Thế giới hôm 31/5 với bộ gene lớn nhất trong số các sinh vật trên Trái đất.

Dương xỉ New Caledonia (Tmesipteris oblanceolate) có lượng ADN trong nhân tế bào nhiều gấp khoảng 50 lần con người. Theo nghiên cứu mới trên tạp chí iScience, nếu ADN từ một tế bào tí hon của loài cây này được gỡ ra, nó sẽ trải dài tới 106m. Nếu dựng thẳng, nó sẽ cao hơn tháp đồng hồ Big Ben nổi tiếng của London.

Bộ gene của dương xỉ có tới 160 cặp gigabase (Gbp) - phép đo độ dài của ADN. Con số này lớn hơn 7% so với "kỷ lục gia" trước đó, loài thực vật có hoa Paris japonica của Nhật Bản. Bộ gene người có kích thước tương đối nhỏ, chỉ 3,1 Gbp. Nếu được gỡ ra, ADN của người sẽ dài khoảng 2m. Ilia Leitch, nhà nghiên cứu tại Vườn thực vật Hoàng gia Kew của Anh, đồng tác giả nghiên cứu mới, cho biết, họ thực sự ngạc nhiên khi phát hiện một bộ gene thậm chí còn lớn hơn của Paris japonica.

Dương xỉ New Caledonia sở hữu bộ gene lớn nhất thế giới. (Ảnh: Pol Fernandez/Institut Botanic de Barcelona (CSIC)/AFP).

Dương xỉ New Caledonia cao khoảng 5 - 10cm, chỉ được tìm thấy ở New Caledonia, vùng lãnh thổ thuộc Pháp ở Thái Bình Dương. Hai thành viên của nhóm nghiên cứu đã đến đảo chính Grand Terre của New Caledonia vào năm 2023 và làm việc với các nhà khoa học địa phương trong nghiên cứu mới.

Con người ước tính có hơn 30 nghìn tỷ tế bào trong cơ thể. Bên trong mỗi tế bào là một nhân chứa ADN, giống như một "cuốn sách hướng dẫn cho chúng ta biết cách sống và sinh tồn", Leitch giải thích. Toàn bộ ADN của một sinh vật được gọi là bộ gene.

Đến nay, các nhà khoa học đã ước tính được kích thước bộ gene của khoảng 20.000 sinh vật, một phần nhỏ trong số sinh vật sống trên Trái đất. Ở động vật, bộ gene của cá phổi cẩm thạch lớn nhất với 130 Gbp. Thực vật sở hữu những bộ gene lớn nhất, nhưng cũng có loài có bộ gene cực kỳ nhỏ. Bộ gene của loài cây ăn thịt Genlisea aurea chỉ có kích thước 0,06 Gbp.

Leitch cho biết, mọi bằng chứng đều chỉ ra rằng sở hữu bộ gene khổng lồ là một bất lợi. Càng có nhiều ADN thì các tế bào của sinh vật đó càng phải lớn hơn để chứa vừa tất cả. Với thực vật, tế bào lớn hơn đồng nghĩa những thứ như lỗ trên lá phải lớn hơn. Điều này có thể khiến cây phát triển chậm lại. Việc tạo ra các bản sao mới của tất cả lượng ADN đó cũng khó khăn hơn, làm hạn chế khả năng sinh sản.

Như vậy, những bộ gene đồ sộ nhất nằm trong những cây lâu năm, phát triển chậm, không thể dễ dàng thích nghi với điều kiện khắc nghiệt hoặc đối phó với sự cạnh tranh. Leitch cho biết, kích thước bộ gene có thể ảnh hưởng đến cách thực vật phản ứng với biến đổi khí hậu, sự thay đổi mục đích sử dụng đất và những thách thức môi trường khác mà con người gây ra.

• Các nhà khoa học giải mã thành công bí mật của cây bạch đàn
• Nghiên cứu gene để lai tạo giống ớt có vị cay hơn
• Bí ẩn bộ gene của loài cây "không thể chết"

Từ khóa liên quan:

cây dương xỉ

đảo Grand Terre

cây có bộ gene lớn nhất hành tinh

Dương xỉ New Caledonia

Tmesipteris oblanceolate

Ilia Leitch