Reménykeltő szörnyek, avagy a poliploid növények
A poliploidok a biológiában olyan élőlények, amelyek kettőnél több kromoszómakészlettel rendelkeznek – ellentétben például az emberrel, aki diploid, azaz két kromoszómakészlete van. A poliploid növényeket különlegesen eltérő megjelenésük miatt hívják “reménykeltő szörnyeknek”: szüleikhez képest óriási genetikai különbségekkel rendelkeznek, mégis túlélési esélyt adnak fajuknak. Mégis, ezek az élőlények paradox módon nehezen maradnak fenn hosszabb távon, hiszen a teljes genomduplikáció sejtszinten komoly nehézségeket okoz: megnő a sejtek mérete, csökkenhet a termékenység, így sok esetben az ilyen eltérések zsákutcát jelenthetnek az evolúcióban.
Az alkalmazkodás ára és értelme
Mégis, bizonyos helyzetekben az evolúciós csapda kitörési ponttá válhat. A mai mezőgazdasági növényeink jelentős része poliploid, hiszen az emberek akaratlanul is előnyben részesítették az erősebb, nagyobb termésű vagy a kedvezőtlen környezethez jobban alkalmazkodó példányokat. A stabil korszakokban a poliploidok gyengébbek, de amikor bolygónk klímája vagy élővilága válságba kerül, ezek a különc egyedek teszik lehetővé a fajok túlélését. Az új eredmények éppen ezért válnak jelentőssé: a poliploidizáció nem egyszeri jelenség volt, hanem többször, ciklikusan segítette a virágos növényeket.
Genomduplikációk a földtörténet viharos fordulóin
A legújabb kutatás során 470 virágos növény genetikai állományát vizsgálták át, és 132 független genomduplikációs eseményt azonosítottak az elmúlt 150 millió év során. Legalább kilenc ilyen “lökés” esett egybe jelentős földtörténeti eseményekkel: lehűlésekkel, felmelegedési időszakokkal, sőt, kihalási hullámokkal is. Minden genomduplikációs csoport nagyjából egy globális stresszhez, például a dinoszauruszok kihalásához, világméretű lehűléshez vagy felmelegedéshez köthető – ezek a lökésszerű megújulások tehát a természeti csapásokra adott kollektív válasznak tűnnek.
Jövőbeli túlélők az éghajlatváltozás árnyékában
A szakemberek szerint éppen ezért lehet kulcskérdés a poliploid növények kutatása a következő években. Mivel a klímaváltozás egyre nagyobb stressz alá helyezi a növényvilágot, könnyen előfordulhat, hogy most is egy hasonló poliploidizációs hullám van kibontakozóban. A poliploid növények jobban tűrik a szélsőséges időjárási viszonyokat, a gyakori szárazságot, valamint a talajromlást és az élőhelyek gyors átalakulását. Mégis, eltarthat akár millió évig is, mire kiderül, hogy a mai genomduplikációk új túlélőcsoportok megszületéséhez vezetnek-e.
Mesterséges poliploidok: az emberi beavatkozás határai
A kutatócsoport jelenleg mesterséges úton is előállít poliploid növényeket, hogy feltérképezze, pontosan milyen stressztűrő képességek kapcsolódnak a teljes genomduplikációhoz. Bár a védekezőképesség egyértelműen javul, még nagyon sok nyitott kérdés marad: az evolúció sosem volt ennyire összetett és meglepő.
