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TitreMajor transitions in dinoflagellate evolution unveiled by phylotranscriptomics
AuteurJanouskovek, J; Gavelis, G S; Burki, F; Dinh, D; Bachvaroff, T R; Gornik, S G; Bright, K J; Imanian, B; Strom, S L; Delwiche, C F; Waller, R F; Fensome, R A; Leander, B S; Rohwer, F L; Saldarriaga, J F
SourceProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America vol. 114, no. 2, 2016 p. E171-E180, https://doi.org/10.1073/pnas.1614842114
Année2016
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20160099
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1073/pnas.1614842114
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
Sujetsphylogénie; taxonomie; biogéochimie; fossiles; microfossiles; géologie marine; géologie de l'environnement
Illustrationscharts; paleontological drawings; graphs; tables
ProgrammeSystèmes pétroliers de Baffin, GEM2 : La géocartographie de l'énergie et des minéraux
Résumé(disponible en anglais seulement)
Dinoflagellates are key species in marine environments, but they remain poorly understood in part because of their large, complex genomes, unique molecular biology, and unresolved in-group relationships. We created a taxonomically representative dataset of dinoflagellate transcriptomes and used this to infer a strongly supported phylogeny to map major morphological and molecular transitions in dinoflagellate evolution. Our results show an early-branching position of Noctiluca, monophyly of thecate (plate-bearing) dinoflagellates, and paraphyly of athecate ones. This represents unambiguous phylogenetic evidence for a single origin of the group’s cellulosic theca, which we show coincided with a radiation of cellulases implicated in cell division. By integrating dinoflagellate molecular, fossil, and biogeochemical evidence, we propose a revised model for the evolution of thecal tabulations and suggest that the late acquisition of dinosterol in the group is inconsistent with dinoflagellates being the source of this biomarker in pre-Mesozoic strata. Three distantly related, fundamentally nonphotosynthetic dinoflagellates, Noctiluca, Oxyrrhis, and Dinophysis, contain cryptic plastidial metabolisms and lack alternative cytosolic pathways, suggesting that all free-living dinoflagellates are metabolically dependent on plastids. This finding led us to propose general mechanisms of dependency on plastid organelles in eukaryotes that have lost photosynthesis; it also suggests that the evolutionary origin of bioluminescence in nonphotosynthetic dinoflagellates may be linked to plastidic tetrapyrrole biosynthesis. Finally, we use our phylogenetic framework to show that dinoflagellate nuclei have recruited DNA-binding proteins in three distinct evolutionary waves, which included two independent acquisitions of bacterial histone-like proteins.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Une pleine compréhension de l'évolution des dinoflagellés est nécessaire pour permettre la meilleure utilisation en recherche biostratigraphiques et paléoenvironnement en bassin analyse. Collaboration avec des biologistes s'assure que les fossiles sont pris en compte dans les études modernes de l'évolution des dinoflagellés, qui est aujourd'hui dominé par les phylogénéticiens moléculaires. Des études phylogénétiques moléculaires antérieures ont mis l'accent sur les molécules d'ARN particulières et n'ont pas convenu sur certains points importants avec l'évolution du groupe tel qu'indiqué par les fossiles. Cette étude pour la première fois utilise un autre type de molécules, appelées transcriptomes, pour l'analyse de l'évolution. Cette méthode montre un accord solide avec les prédictions de fossiles. Il prend en charge un rayonnement majeur initial des dinoflagellés durant le Mésozoïque, comme nous le voyons dans le registre fossile et suggère que supposé des biomarqueurs biochimiques du Paléozoïque au Paléozoïque, qu'on croyait provenir des dinoflagellés, selon toute probabilité provenaient des organismes non-dinoflagellés.
GEOSCAN ID298861