Nova vrsta biljaka daje uvid u evoluciju
Nova biljna vrsta pruža uvid u to kako evolucija funkcionira i može pomoći u poboljšanju usjeva biljaka, otkrili su znanstvenici. Nova biljna vrsta, Tragopogon miscellus, pojavila se u Sjedinjenim Državama prije 80 godina. Nastala je kada su dvije vrste u rodu tratinčica, uvedene iz Europe, uparene kako bi proizvele hibridno potomstvo.
Vrsta je već prije bila sparena u Europi, ali hibridi nikada nisu uspjeli. Međutim, u Americi se dogodilo nešto novo. Broj kromosoma u hibridu se spontano udvostručio i odjednom postao veći od svojih roditelja te se ubrzo i proširio. Znanstvenici su proučavali Tragopogon miscellus kako bi shvatili kako funkcionira evolucija.
Otkrili su da nova biljna vrsta imao opuštenu kontrolu genske ekspresije u svojim najranijim generacijama. Ali danas, nakon 80 godina evolucije, u svakoj biljci pronađeni su različiti obrasci ekspresije gena. "Ulovili smo evoluciju na djelu", kaže Doug Soltis, suvođa istraživačkog tima. Novi i raznoliki obrasci ekspresije gena mogu omogućiti novoj vrsti da se brže prilagodi u novim okruženjima.
Križanje različitih biljnih vrsta za dobivanje hibrida je proces koji se koristi u poljoprivredi za proizvodnju većih prinosa i jačih biljaka. Proučavanje kako se to radi u prirodi može nam dati nove ideje za primjenjivanje u poljoprivredi. Rad je proveden na Sveučilištu u Floridi i Iowa Sveučilištu i uključuje znanstvenike iz Queen Mary, Londonskog, Massey Sveučilištima i Sveučilištu s Novog Zelanda te Sveučilištu Shanxi Normal u Kini, objavljeno je u časopisu Current Biology. Obrasci ekspresije gena su ispitivani na novim vrstama, njihovim roditeljima i novo napravljenim hibridima između roditelja.
"Ono što smo pronašli bilo je iznenađujuće", kaže Richard Buggs, glavni autor rada i znanstveni savjetnik na Londonskom Sveučilištu Queen Mary. "To je kao da hibridizacija i kromosomsko dubliranje ponovno pokrenu gumb na gensku ekspresiju, sve ih istovremeno uključujući, a to bi moglo dopustiti budućim generacijama da eksperimentiraju zamjenama različitih gena."
Pamela Soltis, ugledna kustosica u Prirodoslovnom muzeju na Floridi, kazala je: "Nevjerojatna raznolikost gena pronađena je među pojedincima unutar populacije ove mlade vrste, iako su potekli samo 40 generacija prije samo jednog križanja. To može biti dio tajne uspjeha te vrste.'' Kako bi ušli u trag evoluciji novih vrsta, znanstvenici su ponovno napravili vrstu u plastenicima na Floridskom Sveučilištu križanjem dvaju roditelja vrste: Tragopogon dubiusa i Tragopogon pratensisa.
"Najteži je dio bio udvostručiti broj kromosoma", kaže Jennifer Tate iz Sveučilišta Massey u Novom Zelandu. "Ali ponovno sintetizirana vrsta izgledala je točno kao prirodna." Doug Soltis sa Sveučilišta u Floridi, rekao je: "križanje i kromosomsko dubliranje su odigrali važnu ulogu u evoluciji cvjetnica, a Tragopogon miscellus daje nam nevjerojatan prozor u taj proces." Mnoge vrste usjeva prošle su hibridizaciju i kromosomska udvostručenja tijekom pripitomljavanja.
"Razumijevanje utjecaja koje taj proces ima na strukturu genoma može nam pomoći da shvatimo kako je najbolje uzgajati usjeve za visoke i stabilne prinose", kaže Pat Schnable, direktor Centra za biljnu genomiku na Sveučilištu Iowa. "Nedavno nastali prirodni polyploidi poput Tragopogona, mogu nam dati jedinstven uvid u ranim fazama ovog procesa."