Teorin att livet började i havet är allmänt accepterad. Allmänheten erkänner dock inte verkligheten att många vattenlevande organismer är ättlingar till landlevande organismer. Valar och delfiner är marina däggdjur som utvecklats från landdäggdjur, och alla högre vattenväxter utvecklades från landväxter. Det finns stora skillnader mellan de terrestra, sötvattens- och marina miljöerna. Vilka genetiska förändringar ägde rum i växternas utveckling från land till vatten och så småningom till marina stater?

Ett team av forskare ledda av Wang Qingfeng från Wuhans botaniska trädgård vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), tillsammans med forskare från Tyskland och USA, använde Alismatales för att utforska växternas anpassning till vattenmiljöer. Forskarna tog prov på 59 arter av Alismatales från Kina och sammanställde en datauppsättning som inkluderade 95 prover som täcker fyra genom och 91 transkriptom.

Artnätverkets slutledning och hypotestestning återfann ett samband:((Tofieldiaceae, Araceae), core Alismatids). Fylogenetisk konflikt mellan de tre huvudkladerna kan tillskrivas ofullständig linjesortering och introgression. Analyserna föreslog också 18 kandidathelgenomdupliceringshändelser i Alismatales, inklusive en på den senaste gemensamma förfadern till kärn-Alismales.

Enligt forskarna var härstamning och livsformer nyckelfaktorer som påverkade de evolutionära mönstren för generna relaterade till sötvatten och marin anpassning. Härstamningsspecifika strategier inkluderade förlusten av ljusrelaterade gener i Zosteraceae som hölls kvar i andra sjögräs.

Dessutom saknades stomatarelaterade gener från nedsänkta löv. Nikotianaminsyntasgener, som hade en avgörande roll under järn- och zinkbrist i växter, ökade i undervattensväxter och sjögräs.

Denna studie belyser den potentiella genomiska mekanismen som är involverad i utvecklingen av tidiga enhjärtbladiga och anpassning till vattenmiljöer.

Resultaten har publicerats i Molecular Biology and Evolution .