鳗草是从淡水植物进化而来的，利用阳光和二氧化碳进行光合作用，在海底50米深处茁壮成长。与藻类不同，它们的根和根茎生长在沙质到泥泞的沉积物中。这种草状叶芽会开花，并在水下完成整个生命周期。种子具有负浮力，但带种子的芽可以漂浮，从而大大增加了在海洋尺度上的传播距离。
作为基础物种，鳗草为各种生物提供了重要的浅水栖息地，也提供了包括碳吸收在内的许多生态系统服务。鳗草最近被认为是海洋中储存碳的重要自然贡献之一。海草草甸下的沉积物每年吸收的碳是陆地上森林根部的30到50倍。不幸的是，世界范围内海草床(包括鳗鱼草)的持续减少引起了人们的严重关注。
由基尔GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心海洋生态学研究部主任Thorsten Reusch教授协调的一个国际研究小组，使用来自200个个体和16个地点的完整核和叶绿体基因组，重建并确定了鳗草从西北太平洋起源到太平洋、大西洋和地中海的殖民历史。
发表在《自然植物》杂志上的一篇文章和一篇研究简报中描述了这些发现，提出了一个问题:“鳗草将如何适应我们新的、快速变化的气候?”
利用系统基因组学方法，科学家们能够确定，鳗草植物在至少两次殖民事件中首次从西向东穿越太平洋，可能是由北太平洋洋流支持的。然后，科学家们应用了两个DNA“分子钟”——一个基于核基因组，另一个基于叶绿体基因组——来推断鳗草种群分化成新种群的时间。DNA突变率是根据在鳗草中发生的一个古老的全基因组复制来计算和校准的。
核基因组和叶绿体基因组都显示，大约24.3万年前，鳗草通过加拿大北极地区扩散到大西洋。这种到来比预期的要晚得多——几千年，而不是几百万年，就像大约350万年前北极大交换期间大多数大西洋移民物种的情况一样。
Reusch解释说:“因此，我们必须假设在那之前大西洋没有以鳗草为基础的生态系统——生物多样性和碳储存的热点。最近对相关动物群落的分析也反映了这一点，与太平洋的鳗草草甸相比，大西洋的特殊动物要少得多。这表明动植物共同进化发生的时间更短。”
大约4.4万年前，地中海人从大西洋繁衍而来，并在末次冰期高峰时期幸存下来。相比之下，今天在大西洋西部和东部海岸发现的种群只是在大约19000年前末次冰期高峰后的避难所(重新)扩张的，而且主要是在墨西哥湾流的帮助下从美国东海岸扩张的。
此外，研究人员进一步证实了太平洋和大西洋之间基因组多样性的巨大差异，包括北部种群遗传多样性减少的纬度梯度。
该论文的第一作者、博士后科学家雷宇博士说:“无论是大西洋种群与太平洋种群，还是北方种群与南方种群，在基因多样性最高和最低的种群中，它们的多样性都比祖先低35倍。”该论文是雷宇博士论文的一个章节。“这是由于过去冰河时代造成的瓶颈，这引发了人们对大西洋大鳗草基于其遗传能力适应气倛变化和其他环境压力的担忧。”
“海洋变暖已经造成南部范围内海草草甸的损失，特别是北卡罗来纳州和葡萄牙南部。此外，热浪也造成了北部一些浅水地区的损失，”Reusch指出。“这不是一个好消息，因为海草草甸形成了多样化和多产的生态系统，如果草甸不能在未来的条件下持续存在，没有其他物种能够承担大叶草的作用。”
“恢复的一种可能性可能是从太平洋大鳗草中借用一些遗传多样性来加强大西洋的多样性。我们的下一步是研究大叶藻泛基因组。来自格罗宁根大学的名誉教授Jeanine Olsen教授发起了这项研究并协调了联合基因组研究所(JGI)和研究小组之间的工作，他说:“太平洋大鳗草的一个新的参考基因组目前正在开发中，它应该告诉我们更多关于其全球栖息地范围内的适应性生态型能力。”
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希望本篇文章《大叶藻全球扩散的奥秘》能对你有所帮助！
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