Sucul akrabalarından 500 milyon yıl önce soyları ayrılan karasal bitkiler, devasa sekoya ağaçlarından mis kokulu güllere, kaktüslerden kara yosunlarına dek uzanan geniş bir çeşitlilik sergiler. Bu soy atalarından ayrılırken, suyun dışında sağ kalabilmek için birtakım evrimsel yeniliklere gereksinim duydu. Örneğin, topraktan besin emebilmek için kök sistemleri geliştirmeleri gerekti. Ayrıca suyun kaldırma kuvveti olmadan kendi ağırlıklarını taşıyabilmeleri için güçlü gövdelere de ihtiyaçları vardı. Kara bitkileri tüm bunlarla ve daha pek çok çevresel güçlükle başa çıkabilecek şekilde evrildi ve gezegenin her yanına yayıldı.

Bu geçişi böylesine başarılı kılan genetik uyumlanmaları daha iyi anlayabilmek için uluslararası bir araştırma ekibi, kara bitkilerinin yakın akrabası olan bir tatlı su alginin genomunu diziledi ve çözümledi: Chara braunii. Bu türün genomunu çok sayıda kara bitkisinin genomu ile karşılaştıran ekip, kara bitkileri ile C. braunii alginin ortak atalarında bulunan çok sayıda önemli geni belirledi. Araştırma sonuçları Cell dergisinin 12 Temmuz 2018 tarihli sayısında yayımlandı.

"Sonunda kara bitkilerinin yakın akrabası olan bir algin genomuna sahip olmak harika. Bu bilgi, kara bitkilerinin hangi işlevlerinin gerçekten yeni olduğunu anlamamıza yardım edecek," diyor ekipten bitki evrimi uzmanı Prof. Charles Delwiche. Ekip lideri Prof. Stefan Rensing, "Elimizdeki veriler, eskiden karasal bitkiler için tipik olduğu sanılan çok sayıda genin, bu algde zaten mevcut olduğunu gösteriyor. Bunun anlamı, kara bitkileri büyürken gerçekleşen bazı önemli süreçlerin, sanılandan çok daha eski oldukları demek oluyor. Aslında bakarsanız, bu özelliklerin bazıları kara bitkileri ortada bile yokken evrilmiş," diye açıklıyor.

C. braunii örneğin bitki hormonu etilenin varlığını algılamak için gereken tüm genlere sahip. Bu beceri, etilenin çok sayıda rolünün olduğu (tohum oluşumunun tetiklenmesi ve meyvenin olgunlaşma zamanının sinyallenmesi gibi) tüm kara bitkilerinde bulunur."Etilenin bitkilerde oynadığı çok sayıda rol düşünülürse, etilen sinyalleme yolağının ne zaman ortaya çıktığını bilmek istiyoruz. Çünkü Chara braunii alginin etilen sinyallemesi için gereken tüm özelleşmiş genlere sahip olduğunu bulduk; bu da bu becerinin Chara'dan da eski olduğu demek oluyor," diyor ekipten Prof. Caren Chang.

Her ne kadar Chara etilene yanıt verse de, bilimciler aynı zamanda Chara'nın hormonu üretmek için gereken hücresel yolağın kilit adımlarına sahip olmadığını keşfetti. Chang'ın laboratuvarı şu anda çeşitli bitkilerdeki eksik etilen üretim yolağının işlevini ve evrimini inceliyor. Chara braunii alginin kara bitkileri ile paylaştığı başka bazı özellikler ise yumurta ve sperm hücreleri, uçtan büyüme ve hücre duvarının oluşumunda önem taşıyan bazı hücresel mekanizmalar.