一种古老的灌木，仅生长在世界上的一个岛屿上，却莫名其妙地吞噬了相当于六个线粒体基因组的DNA，这让科学家们感到困惑，并可能揭示人类基因组中膨胀的“垃圾”DNA。
由于科学家们只能猜测的原因，Amborella 摄入了苔藓和三种绿藻的整个线粒体基因组，以及来自另一种藻类和数量不确定的开花植物的数百个杂项基因。 这种囤积量比之前在任何其他植物中发现的都要大几个数量级。“本地基因的数量是外源基因的六分之一，”印第安纳大学布卢明顿分校的生物学家、去年 12 月在《科学》杂志上发表该结果论文的通讯作者杰弗里·帕尔默说。“以前从未见过这样的情况。这真是令人震惊。”
科罗拉多州立大学生物学助理教授丹·斯隆研究线粒体 DNA 的进化，但未参与这项研究。他说他发现这些结果令人兴奋。“这为植物线粒体基因组的漫长而令人惊奇和非常奇怪的事物清单又添了一笔，”他说。
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线粒体——将食物转化为细胞可以使用的能量的细胞器——是古代细胞吞噬细菌的产物，这些古代细胞最终将进化成大型多细胞生命形式。线粒体仍然保留着它们先前独立生活的证据，包括它们自己的 DNA。
Amborella 是一种常绿灌木，开白色小花，仅生长在新喀里多尼亚的格兰德特尔岛上，该岛是法国管辖下的太平洋群岛，位于澳大利亚以东 1,125 公里以外。 Amborella 大约在 2 亿年前从其余的开花植物中分离出来，并且很可能是今天仍然存活下来的第一种开花植物。这使其成为研究达尔文的“可憎之谜”——开花植物的突然进化——的重要生物。
在这项研究中，科学家对 Amborella 的线粒体基因组进行了测序，并寻找了他们能够找到的所有基因。他们发现了一个近乎完整的苔藓线粒体基因组，它被分解成四块散布在整个基因组中。 Amborella 线粒体基因组还包含来自三种不同种类的绿藻的完整基因组残骸，这些绿藻已知会形成地衣，以及来自至少一种藻类供体的少量 DNA。 还有大约两组额外的线粒体基因，来自似乎是寄生性开花植物的基因。 大量的收集使 Amborella 的线粒体基因组膨胀到自由生活细菌基因组的大小。
然而，几乎所有这些基因收获似乎都是无功能的。而且这一切都已经存在了很长很长时间。 从累积的突变来看，这些转移似乎发生在数千万年前。“这就像 Amborella 是一个充满正在衰变的古代 DNA 的博物馆，”帕尔默说。
在 Amborella 被发现之前，已知储存最多外源线粒体基因的植物是 Rafflesia，一种寄生植物，它产生色彩鲜艳且臭名昭著的“尸花”，因其腐烂的气味而得名。（它也恰好是世界上最大的花。）但是 Rafflesia 包含来自其他开花植物的 10 到 20 个基因——远不及 Amborella 收集的 197 个外源基因和四个近乎完整的外源基因组。
这是怎么发生的？ Amborella 经常覆盖着苔藓、地衣和寄生植物，而且这种植物似乎经常被掉落的树枝或动物损坏。 伤口会使细胞破裂，并可能使来自两个不同物种的细胞内容物混合在一起。 在所有植物、动物和真菌中，线粒体不时相互融合，这有助于通过允许将正常副本转移到突变线粒体来纠正可能发生的任何突变。 帕尔默和他的同事提出，当 Amborella 及其附生植物（生长在其他植物上的植物）同时受伤时，来自苔藓、地衣衍生的藻类和寄生性开花植物的线粒体与最终愈合的 Amborella 细胞的内容物混合在一起。 由于所有植物（以及基于 Amborella 的证据，绿藻）都共享相同的线粒体融合方法，因此这些不相关物种的线粒体随后与 Amborella 的线粒体融合并交换了 DNA。
Amborella 通过产生“萌蘖”或新芽来响应损伤，这些新芽可能包含携带外源 DNA 的细胞。 由于大多数植物细胞理论上可以变成类似干细胞的细胞，因此这些细胞已有效地整合到新的种系或新的个体植物中。 这种过程不太可能发生在动物身上，因为它们将其生殖细胞（卵子和精子）隔离在难以接近的卵巢或睾丸内，并且从不允许其他组织繁殖。
但是为什么 Amborella 如此热衷于囤积？ 尚无人确定，但可能是这种植物收集如此多的外源 DNA 并不罕见。 相反，它可能在清除其线粒体基因组方面相对存在缺陷。 如果是这样，即使有过多亚细胞包袱，Amborella 似乎也完全没问题。 这可以被解释为额外的 DNA 是进化中的中性力量的证据，这将支持长期的正统观念——受到 ENCODE（DNA 元素百科全书）联盟最近研究的质疑——即我们自身基因组中绝大多数非基因编码 DNA 也是“垃圾”，它没有任何用途，但也没有任何代价。
虽然帕尔默认为 Amborella 独特的开花植物遗产在这个故事中纯粹是一个巧合，但斯隆认为，自从它与其余开花植物分离以来的 2 亿多年里，它的遗传稳定性可能与其不愿清理线粒体“壁橱”有关。“也许 Amborella 并没有那么不同，”斯隆说。“也许这实际上经常发生——将这些大型基因组插入植物线粒体中。但由于它在进化过程中更稳定，我们可以更好地观察它，并且它不会像那么快地消除这些插入的足迹。”