Ένα πολύ πρόσφατο άρθρο*που διαβάσαμε και αποφασίσαμε να μοιραστούμε μαζί σας μας υπενθυμίζει ότι η φύση είναι ο μεγαλύτερος όλων των βελτιωτών (ικανότητα προσαρμογής-εξέλιξη)! Αποκαλύπτει σε όσους τυχόν δεν το γνωρίζουν ότι είναι υπαρκτή η γονιδιακή συγγένεια των εμπορικών ποικιλιών που καταναλώνουμε σήμερα με τα άγρια είδη τομάτας και ότι τα φυτά τομάτας είναι αποκαλυπτικά σε σχέση με την εξέλιξη των φυτικών ειδών. Διαβάστε το, είναι πολύ ενδιαφέρον….

Στα 207α γενέθλια του Δαρβίνου, μια νέα μελέτη της εξέλιξης σε μια ομάδα διαφορετικών άγριων ντοματών ρίχνει φως στη σημασία της γενετικής ποικιλότητας των φυτών. Η εργασία που δημοσιεύτηκε σήμερα στo ‘PLoS Biology Journal’, χρησιμοποιεί τη γονιδιακή αλληλουχία ώστε να αποκαλύψει λεπτομέρειες σχετικά με τους εξελικτικούς μηχανισμούς που οδήγησαν σε γενετικές αποκλίσεις 13 είδη της άγριας ντομάτας που μοιράζονται ένα πρόσφατο κοινό πρόγονο.

Πρώτος συγγραφέας της μελέτης είναι ο James Pease, μεταδιδακτορικός υπότροφος από το Πανεπιστήμιο του Michigan, ο οποίος πραγματοποίησε την εργασία για τη διδακτορική του διατριβή στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα. Η εμπεριστατωμένη γενετική ανάλυση είχε την επιμέλεια του καθηγητή Leonie Moyle του ίδιου Πανεπιστημίου.

«Αυτή η μελέτη αποκαλύπτει νέα στοιχεία για τους απροσδόκητα πολύπλοκους γενετικούς μηχανισμούς που οδηγούν στη διαφοροποίηση των φυτικών ειδών», δήλωσε ο Moyle, ο οποίος πραγματοποίησε την έρευνα ως ο κύριος ερευνητής, χορηγούμενος με 1.180.000 $ από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.

«Η μεγάλη βιοποικιλότητα που παρατηρείται στα είδη τομάτας δεν ήταν το αποτέλεσμα απλά ενός εξελικτικού ή περιβαλλοντικού παράγοντα. Είναι το αποτέλεσμα ενός πολύπλοκου συνόλου των γενετικών πόρων που μπορούμε να διακρίνουμε με γονιδιακά δεδομένα μεγάλης κλίμακας», δήλωσε ο Pease, ο οποίος εντάχθηκε στο Τμήμα Οικολογίας και Εξελικτικής Βιολογίας του Πανεπιστημίου του Michigan, τον Ιούνιο του 2015.

Η έρευνα μπορεί να συμβάλει σε μελλοντικές προσπάθειες για τη δημιουργία ανθεκτικότερων φυτών σε μια εποχή αλλαγής του κλίματος, ενισχύοντας την αντίσταση στα παράσιτα ή στις κακές καιρικές συνθήκες, χρησιμοποιώντας μεθόδους διασταύρωσης και όχι γενετικής μηχανικής.

Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν ντομάτες, επειδή είναι μια, οικολογικά και αναπαραγωγικά, ομάδα των φυτών με έντονες διαφοροποιήσεις, είπε Moyle, ο οποίος ήταν μέρος μιας ομάδας ερευνητών που επισκέφθηκε τον Ισημερινό τον Μάη του 2014 για τη συλλογή διαφορετικών πληθυσμών ντομάτας εγγενών στα βουνά των Άνδεων, ένα hotspot της βιοποικιλότητας.

Αν και περισσότερο γνωστός για το έργο του σχετικά με τους σπίνους, ο Δαρβίνος «θήρευε» επίσης στα νησιά Γκαλαπάγκος του Ισημερινού για άγριες ντομάτες, ένα από τα εκατοντάδες είδη φυτών και ζώων που συλλέχθηκαν από τον Βρετανό φυσιοδίφη κατά το ταξίδι του ορόσημο στο αρχιπέλαγος το 1835.

«Σχεδόν 200 χρόνια αργότερα, αυτά τα φυτά είναι ακόμα αποκαλυπτικά σχετικά με την εξέλιξη», δήλωσε ο Moyle.

Φέρνοντας τη σύγχρονη τεχνολογία στην εξίσωση, η μελέτη ήταν σε θέση να διευκρινίσει γενετικές σχέσεις και να αξιολογήσει τη ροή των γονιδίων μεταξύ αυτών των άγριων φυτικών ειδών, καθώς και να αποκαλύψει τη γενετική ρίζα των ειδικών περιβαλλοντικών προσαρμογών.

«Παρά το γεγονός ότι τα άγρια είδη τομάτας που ζουν στις πιο ξηρές ερήμους της Γης, ή ψηλά στα βουνά των Άνδεων, είναι πολύ διαφορετικά σε πολλά από τα χαρακτηριστικά τους ‘από τις εξημερωμένες’ ντομάτες που τρώμε μαζικά, είναι εκπληκτικά όμοια στο επίπεδο του γονιδιώματος,» είπε ο Pease.

Η ομάδα βρήκε στοιχεία που να υποστηρίζουν τρεις σημαντικές γενετικές στρατηγικές πίσω από την ικανότητα της ντομάτας να προσαρμόζεται γρήγορα στις οικολογικές αλλαγές: την πρόσληψη των γονιδίων από μια κοινή προγονική δεξαμενή, την μεταφορά των γονιδίων μεταξύ των ειδών μέσα από μια μορφή φυσικής διασταύρωσης που ονομάζεται ανάμιξη του γενετικού υλικού, καθώς και την ταχεία συσσώρευση νέων γενετικών μεταλλάξεων.

Στην τελευταία κατηγορία αποκορύφωμα θεωρείται ο εκπληκτικός αριθμός των νέων μεταλλάξεων στα γονίδια που βρέθηκαν στις ντομάτες. Από τις τέσσερις κύριες ομάδες της άγριας ντομάτας στη μελέτη, οι επιστήμονες ανακάλυψαν εκατοντάδες έως και χιλιάδες γονίδια με τις αλλαγές στον κώδικα της πρωτεΐνης που ήταν μοναδικά για κάθε μια από αυτές τις οικολογικά ποικίλες υπο-ομάδες.

Όλα τα είδη της ομάδας των κόκκινων τοματών -του στενότερου συγγενή της εξημερωμένης ντομάτας- μοιράζονται  αλλαγές σε 10 ένζυμα στο χημικό μονοπάτι που είναι υπεύθυνο για την κόκκινη χρωστική ουσία σε ώριμα φρούτα, για παράδειγμα. Άλλες συγκεκριμένες γενετικές παραλλαγές οδήγησαν σε πιο ακραίες διαφορές, παράγοντας είδης τομάτας ικανά να επιβιώσουν σε μια ευρεία ποικιλία συνθηκών.

«Τα ποικίλα και πολύπλοκα χαρακτηριστικά που διαφέρουν μεταξύ των ειδών άγριας ντομάτας και των φυτών και των «εξημερωμένων» ντομάτων, έχουν επιδείξει τη δυνατότητα να εξελίσσονται πολύ γρήγορα αντλώντας από τουλάχιστον τρία είδη της γενετικής ποικιλομορφίας: ποικιλομορφία από τους προγόνους τους, μεταφορά των γονιδίων μεταξύ των ειδών και νέες εξελικτικές αλλαγές «, δήλωσε ο Pease.

Μεγαλύτερη γνώση για το πώς τέτοιες μικρές αλλαγές στη γενετική ποικιλομορφία δημιουργούν μεγάλες διαφορές στα είδη θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει στην ικανότητα να εντοπιστούν συγκεκριμένα γονίδια υπεύθυνα για ορισμένα επιθυμητά χαρακτηριστικά, όπως η ανεκτικότητα ή ανθεκτικότητα σε εχθρούς -πολλά από τα οποία μπορεί να έχουν χαθεί λόγω των ιστορικών πρακτικών καλλιέργειας.

«Υπάρχουν δυνητικά πολλά πολύτιμα γνωρίσματα σε άγριες ντομάτες», δήλωσε ο Moyle. «Η ικανότητά μας να εντοπίζουμε με ακρίβεια τη γενετική ιστορία σε αυτά τα είδη θα μπορούσε να βοηθήσει τους βελτιωτές φυτών να αναγνωρίσουν επιθυμητά χαρακτηριστικά γνωρίσματα που μπορούν να επανεισαχθούν από τα άγρια είδη σε εμπορικά είδη που χρησιμοποιούν διασταυρώσεις.»

*Το άρθρο δημοσιεύτηκε στο Hortibiz.com