蕨類植物很奇怪。它們像其他森林植物一樣綠葉蔥蘢，但它們的繁殖方式更像蘑菇——透過釋放孢子云。與大多數有籽的同類植物不同，許多物種不需要夥伴進行受精。最近的研究估計，蕨類植物在大約 4 億年前從有籽植物中分離出來。
而且蕨類植物的基因組異常龐大。儘管蕨類植物具有獨特的生理特徵以及與有籽植物的關係，但研究人員在很大程度上忽視了這些奇怪的基因組。直到最近，才對兩個（相對較小的）蕨類植物基因組進行了完整測序，而開花植物基因組的測序數量超過 200 個。現在，第一個完整的樹蕨基因組已被成功測序——飛猴蜘蛛樹蕨的基因組——暗示了這些奇特的植物是如何積累如此龐大的基因組的。
“如果你想了解種子或花的起源，蕨類植物是一個非常重要的比較物件，”康奈爾大學博伊斯·湯普森研究所的蕨類植物生物學家、新研究的合著者李 Fay-Wei 說，該研究發表在《自然-植物》雜誌上。“但我真正想知道的是，為什麼蕨類植物的基因組如此龐大。”
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李的研究小組發現，這種棕櫚樹形的蕨類植物擁有超過 60 億個 DNA 鹼基對，比開花植物的平均基因組多 10 億個（相比之下，人類大約有 30 億對）。新的分析表明，在 1 億多年前，這種蕨類植物的祖先複製了其整個基因組——李說，這是一種在植物中常見的複製錯誤。
但尚不清楚為什麼樹蕨會保留如此多的遺傳物質；大多數開花植物在複製後都會恢復到較小的基因組。李說，這個物種可能是在囤積染色體：“我稱之為近藤麻理惠假說。染色體為蕨類植物帶來快樂，但它們不會為有籽植物帶來快樂。” 他說，對於無性繁殖的植物來說，龐大的基因組可以為有益突變的發生增加機會，同時緩衝不良突變的影響。蕨類植物也很長壽，因此它們的進化速度較慢，這可能促成了遺傳物質的保留。
德國哥廷根大學的植物進化生物學家 Jan de Vries 說，利用完全測序的基因組，研究人員還發現了構建蕨類植物不尋常的樹幹狀莖的基因——這為了解有莖植物的關鍵特徵是如何進化的提供了寶貴的見解，他沒有參與這項研究。“進化是一個修補匠。闡明哪些可行的分子程式已經進化出來，告訴我們生物學上哪些是可能的，以及限制在哪裡，”他說。“利用這些知識，我們可以開始為合成生物學目的進行修補。”