Így élhették túl a növények a dinoszauruszokat elpusztító katasztrófát
Amikor a dinoszauruszok kihalásáról beszélünk, többnyire az állatok sorsára koncentrálunk, pedig a becsapódás a növényvilágot is súlyosan érintette. Egy új kutatás rávilágít, hogy a virágos növények egy része azért élhette túl a globális katasztrófát, mert teljes genomjuk megduplázódott. A kutatók úgy vélik, ez a mechanizmus a modern kori klímaváltozás kapcsán is kulcsfontosságú lehet.
A kréta időszak végét lezáró aszteroidabecsapódás után a Földet hosszú évekre por és hamu borította be, ami még a napfény mennyiségét is jelentősen csökkentette. Az állatvilág mellett a növények számára is rendkívül pusztító időszak következett, hiszen a fotoszintézishez szükséges fény hiánya alapjaiban veszélyeztette fennmaradásukat. Bár túlélésük elsőre kevésbé tűnik rejtélyesnek, hiszen sok mag akár éveken, sőt évszázadokon át nyugalmi állapotban maradhat, majd kedvező körülmények között kicsírázhat, a Genti Egyetem professzora, Yves Van de Peer és kutatótársai érdekes adalékkal egészítették ki a teljes képet.
Szerintük egyes virágos növények különleges genetikai előnyre tettek szert, mégpedig úgy, hogy teljes genomjuk megkettőződött. Az úgynevezett poliploidia során a növények nem egyetlen gént másolnak le, hanem a teljes genetikai állományukból több példányt hordoznak.
Míg az állatok esetében ez ritka jelenség, a növényvilágban jóval gyakoribb. A banánok például három kromoszómakészlettel rendelkeznek, egyes búzafajták pedig akár hattal is. Normál körülmények között a teljes genom megduplázása inkább hátrányt jelenthet, mivel a plusz DNS fenntartása sok energiát igényel, ráadásul növeli a káros mutációk esélyét is. Extrém környezetben azonban ez a genetikai többlet váratlan előnnyé válhat. A több génmásolat ugyanis nagyobb esélyt adhatott olyan mutációk kialakulására, amelyek segítették a túlélést. A kutatócsoport korábbi vizsgálatai például azt mutatták, hogy bizonyos négyszeres genomú rizsfajták jobban bírják a sósabb és szárazabb környezetet, mint hagyományos társaik.
A mostani tanulmány során a kutatók 470 virágos növény genomját vizsgálták meg, és olyan génpárokat kerestek, amelyek teljes genomduplikáció nyomait őrzik. Összesen 132 ilyen esetet azonosítottak, majd fosszilis adatok segítségével próbálták meghatározni, mikor történhettek ezek a változások: az eredmények szerint kilenc olyan időszak köré csoportosultak, amikor a bolygó jelentős környezeti változáson ment keresztül. A legerősebb mintázat közvetlenül a dinoszauruszok kihalása után, illetve az úgynevezett paleocén-eocén hőmaximum idején jelent meg. Ez utóbbi egy olyan korszak volt, amikor a Föld átlaghőmérséklete mintegy 5-9 Celsius-fokkal emelkedett, és nagyjából 200 ezer éven át extrém meleg maradt az éghajlat.
A kutatók szerint a plusz genetikai állomány fenntartása ezekben az időszakokban különösen megterhelő lehetett, de a túlélési előny végül fontosabbnak bizonyult. A válságok elmúltával a növények többsége később „elveszítette” a teljes extra genomot, de bizonyos génpárok megmaradtak, amelyek ma is árulkodnak a múltbeli változásokról.
A tanulmány szerzői úgy vélik, az eredmények a napjainkban óriási kihívást jelentő klímaváltozás szempontjából is fontosak lehetnek. Bár az emberi tevékenység várhatóan nem idéz elő akkora felmelegedést, mint amilyen a paleocén-eocén hőmaximum idején történt, a mostani változások sokkal gyorsabban zajlanak. Van de Peer szerint könnyen lehet, hogy a poliploidia a jövőben is segíthet a növényeknek alkalmazkodni a szélsőséges körülményekhez.
Olvasd el ezt is!