분류학적으로 명확한 디노파이트 Kryptoperidinium triquetrum (= Kryptoperidinium foliaceum, Peridiniales)의 규조류 내배엽 분포의 공간적 단편화

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8593(2023) 이 기사 인용

304 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

광합성 활성 공룡 중에서 크립토페리디니과(Kryptoperidiniaceae)는 널리 존재하는 페리디닌 엽록체 대신 내공생체로서 규조류를 갖는 독특합니다. 계통 발생학적으로 내공생체가 어떻게 유전되는지는 현재 해결되지 않았으며, 두 개의 상징적인 공룡명인 Kryptoperidinium foliaceum과 Kryptoperidinium triquetrum의 분류학적 정체성도 불분명합니다. 여러 균주가 비스마르(Wismar) 외곽의 독일 발트해(German Baltic Sea)의 기준 지역에서 새로 확립되었으며 현미경 검사법과 숙주 및 내공생체 모두의 분자 서열 진단을 사용하여 검사되었습니다. 모든 균주는 이핵체였으며 동일한 플레이트 공식(즉, po, X, 4', 2a, 7'', 5c, 7s, 5''', 2'''')을 공유했으며 좁고 특징적인 L을 나타냈습니다. - 모양의 소판 7''. Bacillariaceae의 분자 계통발생 내에서, 내부 공생체는 단일 종, 즉 K. triquetrum의 다른 계통에서 얻어졌음에도 불구하고 고도로 다계통 패턴으로 나무 위에 흩어져 있었습니다. 특히, 발트해의 내부 공생체는 대서양 및 지중해와는 다른 분자 서열을 보여 주며, 이는 플랑크톤 2종의 공룡에서 이러한 공간적 단편화에 대한 첫 번째 보고입니다. K. foliaceum과 K. triquetrum이라는 두 이름은 분류학적으로 분류학적으로 명확하며, K. triquetrum이 이명인 K. foliaceum보다 우선합니다. 우리의 연구는 진화 생물학의 핵심 질문에 대한 안정적인 분류법의 필요성을 강조합니다.

광합성은 우리가 알고 있는 살아있는 세계를 본질적으로 형성하는 근본적인 과정입니다. 엽록체의 기원과 확립은 다단계 진화 과정에서 초기에 단독 세포의 긴밀한 상호 작용에 의해 발생한 것으로 추론됩니다1,2. 단계별 일련의 연속 단계는 공간적으로 규칙적인 파트너 모임, 인식 및 상호 상호 작용, 최종 식세포 작용(또는 기타 음식물 섭취 방식), 숙주의 면역 체계 대처, 세포 내 유지 관리 및 상호 작용, 복제 동기화 및 수평 유전자 전달로 구성됩니다3,4 ,5,6,7. 따라서 엽록체 소기관의 통합은 초기에 구조적, 생리학적, 게놈 및 조직적 수준에서 숙주 세포에 대한 내공생체의 점진적인 의존성에 해당합니다8,9.

내공생체는 자신의 단백질에 대한 유전자를 보유하므로 생체 발생은 숙주 세포로부터의 단백질 수입에 의해 뒷받침될 필요가 없습니다10,11. 대조적으로, 세포 소기관은 원래 유전자 세트의 극히 일부만을 보존하고, 다른 모든 필수 유전자는 숙주의 핵으로 전달되었습니다(내공생 유전자 전달). 아마도 Archaeplastida12,13에서 일차 내부 공생의 단일 사건은 원생대 시대로 거슬러 올라가며 에너지원으로서 매우 효율적인 탄소 고정 기계가 탄생하게 되었습니다. 2차 및 3차 내부공생 현상은 독립적으로 여러 번 발생한 것으로 간주됩니다. 오늘날 그들은 유글레나류, 갈조류, 구균석, 규조류 및 공룡류와 같은 분류학적으로 이질적인 유기체 세트에서 다양한 수준의 내공생체 및 색소체 통합으로 구성됩니다.

cercozoan Paulinella19,20 및 섬모 Mesodinium21,22과 같은 여러 광영양 미생물은 엽록체 확립의 초기 단계를 연구하기 위해 상당한 관심을 받았습니다. 더욱이, dinophytes는 광합성 및 관련 파트너와 관련하여 다양하지 않더라도 아무것도 아니기 때문에 색소체의 기원과 확립에 대한 연구의 주요 목표입니다. 광합성 활성 dinophytes의 대부분은 홍조류(2차 내부공생에 기초함)에서 유래한 페리디닌 색소 색소체를 가지고 있으며, 이는 일부 계통에서 다른 유형의 색소체로 대체되었습니다. 여기에는 소아체 기원의 독립적인 2차 내분비체가 있는 Lepidodinium, 3차 내분비증의 결과로 fucoxanthin 착색 색소체가 있는 Brachydiniaceae 및 kleptoplastidy28,29를 수행하는 일부 gymnodinioid dinophytes가 포함됩니다.