蕨类植物很奇怪。它们像其他森林植物一样绿叶葱茏，但它们的繁殖方式更像蘑菇——通过释放孢子云。与大多数有籽的同类植物不同，许多物种不需要伙伴进行受精。最近的研究估计，蕨类植物在大约 4 亿年前从有籽植物中分离出来。
而且蕨类植物的基因组异常庞大。尽管蕨类植物具有独特的生理特征以及与有籽植物的关系，但研究人员在很大程度上忽视了这些奇怪的基因组。直到最近，才对两个（相对较小的）蕨类植物基因组进行了完整测序，而开花植物基因组的测序数量超过 200 个。现在，第一个完整的树蕨基因组已被成功测序——飞猴蜘蛛树蕨的基因组——暗示了这些奇特的植物是如何积累如此庞大的基因组的。
“如果你想了解种子或花的起源，蕨类植物是一个非常重要的比较对象，”康奈尔大学博伊斯·汤普森研究所的蕨类植物生物学家、新研究的合著者李 Fay-Wei 说，该研究发表在《自然-植物》杂志上。“但我真正想知道的是，为什么蕨类植物的基因组如此庞大。”
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李的研究小组发现，这种棕榈树形的蕨类植物拥有超过 60 亿个 DNA 碱基对，比开花植物的平均基因组多 10 亿个（相比之下，人类大约有 30 亿对）。新的分析表明，在 1 亿多年前，这种蕨类植物的祖先复制了其整个基因组——李说，这是一种在植物中常见的复制错误。
但尚不清楚为什么树蕨会保留如此多的遗传物质；大多数开花植物在复制后都会恢复到较小的基因组。李说，这个物种可能是在囤积染色体：“我称之为近藤麻理惠假说。染色体为蕨类植物带来快乐，但它们不会为有籽植物带来快乐。” 他说，对于无性繁殖的植物来说，庞大的基因组可以为有益突变的发生增加机会，同时缓冲不良突变的影响。蕨类植物也很长寿，因此它们的进化速度较慢，这可能促成了遗传物质的保留。
德国哥廷根大学的植物进化生物学家 Jan de Vries 说，利用完全测序的基因组，研究人员还发现了构建蕨类植物不寻常的树干状茎的基因——这为了解有茎植物的关键特征是如何进化的提供了宝贵的见解，他没有参与这项研究。“进化是一个修补匠。阐明哪些可行的分子程序已经进化出来，告诉我们生物学上哪些是可能的，以及限制在哪里，”他说。“利用这些知识，我们可以开始为合成生物学目的进行修补。”