Neukaledonisches Eisen hat das größte Genom aller Organismen auf der Erde.
Ein kleiner, scheinbar unauffälliger Farn, der nur auf einer abgelegenen Insel im Pazifik wächst, wurde am Freitag zum Guinness-Weltrekordhalter gekürt, weil er das größte Genom aller Organismen auf der Erde hat.
Der neukaledonische Farn, Tmesipteris obblancolata, hat mehr als 50-mal mehr DNA im Zellkern als der Mensch.
Wenn DNA aus einer der Zellen des Farns entdeckt würde – die nur einen Bruchteil eines Millimeters breit ist –, würde sie sich bis zu 106 Meter (350 Fuß) erstrecken, sagten Wissenschaftler in einer neuen Studie.
Wenn es hoch steht, wäre DNA höher als der Turm, in dem sich Londons berühmte Big-Ben-Glocke befindet.
Das Farngenom wog satte 160 Gigabasenpaare (Gbp), das Maß für die DNA-Länge.
Das sind sieben Prozent mehr als beim bisherigen Rekordhalter, der japanischen Blütenpflanze Paris japonica.
Das menschliche Genom ist relativ klein (3,1 Gbp).
Würde man unsere DNA entschlüsseln, wäre sie etwa zwei Meter lang.
Der Co-Autor der Studie, Ilia Leitch, ein Forscher am Royal Botanic Gardens in Kew im Vereinigten Königreich, sagte gegenüber AFP, das Team sei „wirklich überrascht, etwas noch Größeres als Pariser Japonica zu finden“.
„Wir dachten, wir hätten die biologische Grenze bereits erreicht. Wir treiben wirklich die Extreme der Biologie voran“, sagte sie.
Der fünf bis zehn Zentimeter hohe Farn kommt nur in Neukaledonien vor, einem französischen Territorium im Pazifik, in dem es zuletzt zu Unruhen kam.
Zwei Mitglieder des Forschungsteams reisten 2023 auf die Hauptinsel Grande Terre und arbeiteten mit lokalen Wissenschaftlern für die Studie zusammen, die in der Zeitschrift i veröffentlicht wurdeWissenschaft.
Der scheinbar unauffällige neukaledonische Farn wächst nur auf der isolierten Pazifikinsel.
Guinness World Records verlieh dem Farn den begehrten Titel „größtes Genom“.
Der Sieg „dieses harmlos aussehenden Farns“ zeige, dass „Rekordhalter nach außen hin nicht immer die auffälligsten sind“, sagte Adam Millward, Chefredakteur von Guinness World Records.
Was ist überhaupt ein Genom?
Es wird geschätzt, dass der Mensch über 30 Billionen Zellen in seinem Körper hat.
In jeder dieser Zellen befindet sich ein Kern, der DNA enthält, die wie ein „Anleitungsbuch ist, das einem Organismus wie uns sagt, wie man lebt und überlebt“, erklärte Leitch.
Die gesamte DNA eines Organismus wird als sein Genom bezeichnet.
Bisher haben Wissenschaftler die Genomgröße auf etwa 20.000 Organismen geschätzt, was nur einem Bruchteil des Lebens auf der Erde entspricht.
Unter den Tieren ist der Marmorlungenfisch mit 130 Gbp der größte.
Während Pflanzen die größten Genome haben, können sie auch unglaublich kleine Genome haben. Das Genom des Fleischfressers Genlisea aurea ist nur 0,06 Gbp groß.
Aber wir Menschen sollten uns nicht unzulänglich fühlen, wenn wir uns mit der mächtigen T. obblancolata vergleichen.
Alle Beweise deuten darauf hin, dass ein riesiges Genom ein Nachteil sei, sagte Leitch.
Je mehr DNA Sie haben, desto größer müssen Ihre Zellen sein, um alles aufzunehmen.
Tmesipteris obblancolata erreicht eine Höhe von 5 bis 10 Zentimetern.
Bei Pflanzen bedeuten größere Zellen, dass die Poren in den Blättern größer sein müssen, was dazu führen kann, dass sie langsamer wachsen.
Außerdem ist es schwieriger, neue Kopien der gesamten DNA anzufertigen, was ihre Fortpflanzungsfähigkeit einschränkt.
Das bedeutet, dass die umfangreichsten Genome in langsam wachsenden mehrjährigen Pflanzen zu finden sind, die sich nicht so leicht an Widrigkeiten anpassen oder der Konkurrenz ausgesetzt sein können.
Die Genomgröße kann daher beeinflussen, wie Pflanzen auf Klimawandel, Landnutzungsänderungen und andere vom Menschen verursachte Umweltherausforderungen reagieren, sagte Leitch.
Wozu dient diese ganze DNA?
Möglicherweise gibt es irgendwo da draußen noch größere Genome, aber Leitch glaubt, dass dieser Farn nahe an der Grenze sein muss.
„Ich kann nicht verstehen, wie ein Organismus mit all dieser DNA tatsächlich funktioniert“, sagte sie.
Wissenschaftler wüssten nicht, was der größte Teil der DNA in solch riesigen Genomen bewirken würde, gab sie zu.
Manche sagen, ein Großteil davon sei „Junk-DNA“.
„Aber das ist wahrscheinlich unsere eigene Unwissenheit. Vielleicht hat es eine Funktion, und wir haben sie noch nicht gefunden“, sagte Leitch.
Jonathan Wendel, ein Botaniker an der Iowa State University, der nicht an der Forschung beteiligt war, stimmte zu, dass es „erstaunlich“ sei zu sehen, wie viel DNA der Farn enthielt.
Dies sei aber „nur ein erster Schritt“, sagte er gegenüber AFP.
„Die Bedeutung all dieser Variationen bleibt ein großes Rätsel: Wie wachsen und schrumpfen Genome und was sind die Ursachen und evolutionären Folgen dieser Phänomene?“
Mehr Informationen:
Oriane Hidalgo und Jaume Pellicer et al., Ein 160 Gbp großes Gabelfarngenom bricht den Größenrekord für Eukaryoten. iScience (2024). DOI: 10.1016/j.isci.2024.109889
© 2024 AFP
Zitat: „Unschädlich aussehender“ Farn holt Weltrekord für größtes Genom (2. Juni 2024), abgerufen am 2. Juni 2024 von https://phys.org/news/2024-05-innocuous-fern-world-largest -genome.html
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