美国布法罗大学的研究人员经过对一种食肉植物研究后发现,其基因组中不必要的成分被剥离了,这表明,对于正常健康的机体而言,垃圾DNA似乎真的不需要。科学家早就发现,组成基因组的绝大多数DNA并不编码蛋白质,也不发挥开关基因的功能。这些巨大的灰色地带大多是寄生虫DNA遗传片段反复复制并粘贴到基因组中的。此外就是一些古老的基因,但现已关闭。研究人员将这些区域称为垃圾DNA,至今尚无人知晓这些区域会不会发挥作用。在人类基因组中,功能基因只占2%的比例。
近年来,研究人员一直在质疑“垃圾DNA”这一用语,认为这有可能是一种误称,但他们也表示这些神秘的DNA有可能扮演着一定的角色,发挥着一定的功能。目前,正在开展的一个名为ENCODE的大型科研项目,就是希望揭示人类基因组中不编码蛋白质的33亿个碱基对的功能。研究表明,大约80%的DNA似乎有一些生物活性,如影响基因的开与关等。不过,这些DNA能否翻译成对人类有用或必要的功能,还存在很大的疑问。
研究人员对狸藻类的一种食肉植物进行了基因组测序。这种食肉植物生活在潮湿的土壤或淡水中,靠吸食微生物为生。狸藻类植物约有28 500个基因,这与其他植物没有太大的差别,但其基因组相对较小,仅含8 000万个碱基对。与其他植物不同的地方是在垃圾DNA上,狸藻类植物拥有两个完整基因组,但却似乎已经剥离了大量的非编码蛋白质的DNA。
研究结果表明,正常健康的植物确实不需要垃圾DNA。但令人不解的是,为什么有些植物可以对其基因组进行“瘦身处理”,而一些植物依然保持其臃肿的基因组?研究人员推测,可能是进化压力导致狸藻类植物剥离了不必要的基因组成分。
菊花草:借助雨滴溅射传播种子
从雨林到沙漠,菊花草无处不在,它拥有圆锥形的花朵,能够捕捉到雨滴并且借助雨滴飞溅的效果来压缩并弹射种子。以金腰属植物为例,它能够借助雨滴将种子传播到1米之外的地方,这个距离相当于它自身高度的10倍。
研究人员分析了雨滴降落在不同形状的真实花朵和塑料花朵复制品上的高速视频。他们使用一个注射器进行了人工降雨,产生了大约和自然雨滴一样的4毫米宽度的雨滴,而这种植物会将到来的雨滴以5倍于它们滴落的速度弹射出去。这就意味着这些自由降落的雨滴(速度大约为29千米/小时)将被以144千米/小时的速度弹射出去。
菊花草花朵的形状帮助解释了为什么它们能够将雨滴溅出如此远的距离。每个花朵花壁的倾斜度使得雨滴的溅射速度达到最大化,而且圆锥形的弯曲产生了一种喷嘴的效果,可向一个方向集中喷射。研究人员称:“这种喷射效果产生了一股包含种子在内的水流并且将它们带离了母株。过去的研究表明,这些植物是从最初借助风传播种子的植物进化而来的。它们或许是因为矮小限制了它们获得的风量,而不得不求助于其他策略,比如说依靠雨滴。雨滴与表面如何相互作用的一种更好的理解,已经应用于喷墨印刷、工业喷漆技术甚至是将收获雨滴的动能转化为电能的策略。这项研究也清楚地显示出犯罪现场调查的血液飞溅问题,即通过理解产生某种血液飞溅形式的几何形态,从而更好地理解犯罪现场。”