Na najmlađim otocima arhipelaga Galapagos, divlje rajčice prepisuju pravila evolucije i reaktiviraju drevnu kemijsku zaštitu koja je izumrla prije milijuna godina.
Međunarodna skupina znanstvenika otkrila je da su neke vrste divljih rajčica na najmlađim otocima arhipelaga obnovile drevnu kemijsku obranu, koju su izgubili prije milijuna godina.
Na vrućim površinama lave otoka zapadnog Galapagosa, gdje vjetar puše gotovo iscrpljeno tlo, a krajolik nalikuje drugom planetu, rajčice rastu, koji se odupiru utvrđenim zakonima evolucije. Umjesto da se prilagode modernijim ili složenijim oblicima, ove biljke su svoj evolucijski put okrenuli natrag i vratile svojstva koja su se smatrala zauvijek izgubljenim.
O tome svjedoči nova studija objavljena u časopisu Komunikacije prirode Pod vodstvom grupe znanstvenika sa Sveučilišta u Kaliforniji u Riversideu i Instituta Weizmann u Izraelu. Ovo otkriće zbunilo je evolucijske biologe: Po prvi put je slučaj “zaostale evolucije” u biljkama dokumentiran s kemijskom i genetskom točnošću – konceptom koji se do sada smatrao izuzetno rijetkom i teško je provjeriti.
Ove biljke se ne primjenjuju nasumično, ali naprotiv, s velikom točnošću, vraćaju drevni biokemijski mehanizam koji im omogućuje da proizvode toksične spojeve koje njihova trenutna rođaka više nema. Drugim riječima, Obnovljuju drevni molekularni štit koji je u njihovoj DNK skriven milijunima godina.
Prapovijesna kemijska zaštita
Istraživanje usredotočeno na dvije vrste divlje rajčice :: Solanum cheesmaniae i Solanum galapagense Potomci južnoameričkih biljaka koji su vjerojatno stigli na otoke zajedno s pticama. Znanstvenici su analizirali više od pedeset uzoraka uzete s različitih otoka arhipelaga. Neočekivani zakon otkriven je na najmlađim i vulkanski aktivnim otocima poput Fernandin i Isabel.
Rajčice na tim otocima ne samo da su proizvodile alkaloide – gorke spojeve koji djeluju kao prirodni pesticidi – već i njihova arhaična verzija, vrlo slična onoj koja se nalazi u patlidžanima, što nije opaženo za rajčicu još od davnih vremena.
S druge strane, biljke su nastavile na starijim, stabilnijim istočnim otocima biljaka, koji su rašireni u suvremenim kulturama.
Nova studija pokazuje da neke otočne biljke vraćaju nekretnine koja su izgubila prije milijuna godina.
Ova promjena nije trivijalna. Ključ misterije skriven je u stereokemiji: iako se “drevni” i “moderni” alkaloidi sastoje od istih atoma, njihova tri -dimenzionalna struktura je različita, što u potpunosti mijenja njihovo biološko ponašanje. Ova je konfiguracija slična kemijskoj brani: minimalna promjena dovoljna je za promjenu njegove funkcije u tijelu.
Ukupno četiri aminokiselina promijenila je sve.
Da bi shvatili kako su ove biljke postigle ovu transformaciju, znanstvenici su identificirali enzim odgovoran za konačnu sintezu alkaloida. Najistaknutije otkriće bilo je da su samo četiri promjene u lancu aminokiselina ovog enzima potrebne za vraćanje njegove funkcije i povratak u originalnu verziju. Zahvaljujući ovoj mutaciji biljke, oni su dobili sposobnost sintetiziranja “prapovijesnog” spoja.
Znanstvenici su čak sintetizirali ove modificirane gene u laboratorijskim uvjetima i uveli ih u biljke duhana koje su počele proizvoditi drevne alkaloide.
Dokazi su bili nepovratni: To nije slučajnost ili jednostavna spontana mutacija, već funkcionalni i strukturirani povratak na zaboravljeni biokemijski put.
Geografsko širenje ovog fenomena također ukazuje na ekološki uzrok. Čini se da zapadni otoci, mladi i izloženi ekstremnim uvjetima, doživljavaju drugačiji evolucijski pritisak gdje obnavljanje agresivnijih obrambenih mehanizama može biti presudna prednost. U tom kontekstu, prirodna selekcija ne kreće stvari naprijed, već oživljava rješenje primljeno u prošlosti.
Divlja vrsta rajčice s otoka Galapago, gdje su se ponovno aktivirali drevni toksični spojevi: biljka rajčice uzgajana pomoću modernih alkaloida karakterističnih za suvremene sorte.
Jedinstveni slučaj … ili uvid u ono što nas čeka?
Koncept “evolucije unatrag” uvijek je uzrokovao skepticizam . Klasična teorija tvrdi da je nakon gubitka amblema njegova ponovna uspostavljanja vrlo vjerojatna na isti genetski način. Međutim, ovo istraživanje pokazuje da to nije moguće samo, već se može dogoditi točno, postupno i u cijeloj populaciji.
Specifični slučajevi opisani su ranije, na primjer, zmije koje rastu rudimentarne udove ili bakterije koje reaktiviraju drevne gene. Međutim, s takvim kemijskim detaljima AU biljke, koja je širom svijeta za prehranu. Rajčice su jedan od najviše osvojenih proizvoda na planeti.
Ovo otkriće ne samo da prepisuje udžbenike evolucije biljaka, već otvara i nove mogućnosti za genetski inženjering. Ako je nekoliko modifikacija aminokiselina dovoljno za obnovu biokemijskog puta, moći ćemo stvoriti kulture otpornije na štetočine, sigurnije za ljudsku konzumaciju ili čak s ljekovitim svojstvima. Ali prvo, prema upozorenju grupe, važno je razumjeti kako priroda radi.
Prošlost koja odbija nestati
Konačno, ovo otkriće podvlači važnu ideju: Evolucija nije izravan način “napretka”. To je kompliciran ples, kretati se naprijed i unatrag, u kojem kretanje naprijed ponekad znači gledati unatrag. Genom čuva sjećanje na prošle odluke koje se očituju kada to zahtijevaju okolnosti.
Činjenica da se to dogodilo na dalekom i gotovo netaknutom Galapagosu nije slučajnost. Ovaj prirodni laboratorij, koji je nekoć nadahnuo Darwin, i dalje nam donosi duboku lekciju o fleksibilnosti života. I možda, kao što studije sugeriraju, ono što vidimo s tim rajčicama može biti samo jedan primjer većeg fenomena koji može pogoditi našu vlastitu vrstu ako se uvjeti na planeti značajno promijene.
