Jednoroczna czy zdrewniała?
Zablokowanie zaledwie dwóch genów wystarcza, by rośliny jednoroczne uzyskały zdolność do wieloletniego przeżycia. O odkryciu informują badacze pracujący dla belgijskiego instytutu VIB.
W swoim życiu rośliny dojrzewają według jednego z trzech scenariuszy. Rośliny jednoroczne rosną, kwitną i giną w jednym roku. Gatunki charakteryzujące się życiem w cyklu dwuletnim w pierwszym sezonie gromadzą substancje odżywcze, zaś rozmnażają się dopiero w drugim. Z kolei rośliny wieloletnie, jak sama nazwa wskazuje, żyją przez wiele lat i każdą kolejną zimę spędzają w stanie "uśpienia" w formie przetrwalnej. Wydaje się, że każda z tych taktyk jest wyraźnie odmienna od pozostałych, lecz badania pokazują, że proste modyfikacje mogą zupełnie zmienić cykl rozwojowy danego gatunku.
Dużą korzyścią dla roślin jednorocznych jest oszczędność energii. Ponieważ nie muszą one przetrwać zimy jako "pełny" organizm (nowe osobniki wyrastają na wiosnę z nasion), nie jest im potrzebne wytworzenie trwałych organów spichrzowych, pozwalających na przechowanie zapasu substancji odżywczych oraz ochronę materiału genetycznego. Taki system ma jednak także swoje wady, wynikające m.in. z niskiej trwałości pędów oraz niewielkiego odsetka dożywających do kolejnego sezonu w dobrej kondycji.
Rośliny wieloletnie wypracowały mechanizm, który jest co prawda bardziej skomplikowany i wymaga zużycia znacznej ilości energii, lecz pozwala na przetrwanie osobnika aż do kolejnego sezonu. Aby to osiągnąć, organizmy takie gromadzą znaczną ilość substancji zapasowych i wytwarzają pulę niewyspecjalizowanych komórek, które po przezimowaniu pozwalają roślinie na odtworzenie wszystkich potrzebnych jej organów.
U roślin jednorocznych cała pula niewyspecjalizowanych komórek jest wykorzystana na wytwarzanie kwiatów, z których powstają następnie nasiona. Okazuje się jednak, że wystarczy zablokować zaledwie dwa geny odpowiedzialne za ten proces, by znacznie opóźnić powstanie organów generatywnych (tzn. odpowiedzialnych za rozmnażanie) lub nawet całkowicie zapobiec temu procesowi.
Genetyczną zagadkę rozwiązał zespół Toma Beeckmana z współpracującego z VIB uniwersytetu w belgijskim Gent. Badacze przeprowadzili swój eksperyment na rzodkiewniku (Arabidopsis thaliana), "ulubionej" roślinie naukowców zajmujących się genetyką roślin.
Studium przeprowadzone przez badaczy z VIB potwierdza, że zablokowanie dwóch genów odpowiedzialnych za wytwarzanie kwiatów u tej rośliny pozwala na znaczne wydłużenie czasu życia pojedynczego osobnika. Co więcej, osobniki A. thaliana przybrały charakterystyczną dla wielu roślin wieloletnich formę krzewiastych, zdrewniałych pędów.
Badacze z VIB nie ukrywają zaskoczenia i zafascynowania faktem, że przekształcenie rośliny jednorocznej do formy zdrewniałej może wymagać zmiany w zaledwie dwóch genach. Ich zdaniem może to oznaczać, że tak drobna zmiana genetyczna mogła zajść w historii ewolucji wielokrotnie.
Komentarze (0)