داستان تکامل مجدد گوجه فرنگی ها در جزایر گالاپاگوس
رکنا: گوجه فرنگی های وحشی گالاپاگوس با احیای دفاع شیمیایی فراموش شده، نمونه ای نادر از تکامل معکوس را نشان می دهند و به ویژگی‌های از دست رفته اجدادشان بازمی گردند، چیزی که در دنیای تکامل بسیار کمیاب است.
به گزارش رکنا، در تصور عمومی، فرآیند تکامل به‌عنوان مسیری یک‌طرفه دیده می‌شود که موجب پیشرفت و بهبود تدریجی گونه‌ها می‌شود؛ اما در واقعیت، این مفهوم بسیار پیچیده‌تر است. یکی از مثال‌های جالب این پیچیدگی در گوجه فرنگی های گالاپاگوس مشاهده شده است که به‌طرز شگفت‌انگیزی دفاع شیمیایی دوران گذشته خود را احیا کرده‌اند.
خاستگاه گوجه‌فرنگی‌های گالاپاگوس
این نوع گوجه‌فرنگی‌ها از نیاکانشان در آمریکای جنوبی سرچشمه گرفته‌اند و احتمالا توسط پرندگان به جزایر گالاپاگوس منتقل شده‌اند. تحقیقات نشان می‌دهد که این گیاهان شروع به تولید یک ترکیب شیمیایی سمی کرده‌اند که تا میلیون‌ها سال پیش مشاهده نشده بود. این ترکیب‌ها نوعی آلکالوئید هستند که معمولاً توسط گیاهان شب‌بو از جمله سیب‌زمینی، بادمجان، فلفل و گوجه‌فرنگی تولید می‌شود.»
آلکالوئیدها، مولکول‌هایی تلخ‌مزه هستند که به‌عنوان یک آفت‌کش طبیعی عمل می‌کنند. این مواد، گیاهان را از دسترس حشرات، قارچ‌ها و حیوانات علف‌خوار محافظت می‌کنند.
چرا گیاهان گالاپاگوس به آلکالوئیدها نیاز دارند؟
با وجود اینکه جزایر گالاپاگوس شکارچیان زیادی ندارند، گیاهان این منطقه همچنان توسط آفات و بیماری‌ها تهدید می‌شوند. تولید آلکالوئیدها ابزار دفاعی قدرتمندی برای این گیاهان است. غلظت پایین این ترکیبات برای انسان‌ها بی‌خطر است؛ اما در شرایطی با غلظت بالا، می‌تواند سمی باشد.
گوجه‌های گالاپاگوس موادی سمی موسوم به آلکالوئیدهای سمی را تولید می‌کنند.
بازگشت به ویژگی‌های گذشته
مسئله در اینجا تنها تولید آلکالوئیدها نیست، بلکه نوع آلکالوئید تولیدی است که به نظر می‌رسد از دوران باستان تکامل یافته باشد. آدام یوزویاک، زیست‌شیمی‌دان مولکولی، معتقد است که این ویژگی عجیب در جزیره‌ای آتشفشانی در حال رخ دادن است.
چرخه‌ای غیرمنتظره در تکامل
برخلاف باور عمومی، تکامل همیشه مسیری خطی و روبه‌پیشرفت نیست. در برخی موارد، گونه‌ای ممکن است ویژگی‌هایی را که زمانی از دست داده بود، بازیابی کند. این پدیده نادر گاهی از طریق مسیرهای ژنتیکی کاملاً جدید شکل می‌گیرد.
بررسی دقیق در جزایر گالاپاگوس
تیم پژوهشی بیش از ۳۰ نمونه گوجه‌فرنگی را از مناطق زمین‌شناسی مختلف در سراسر جزایر جمع‌آوری کرد. یافته‌ها نشان داد که گیاهان شرقی جزایر آلکالوئیدهایی مشابه گوجه‌فرنگی‌های امروزی تولید می‌کنند، در حالی که گیاهان غربی ترکیباتی تولید می‌کنند که یادآور ساختار شیمیایی اجداد باستانی خود هستند.
نقش شیمی فضایی در تکامل
تفاوت میان گیاهان شرق و غرب جزایر به ساختار سه‌بعدی مولکولی آن‌ها بازمی‌گردد. این تفاوت ممکن است تأثیر بالایی بر عملکرد و نقش آلکالوئیدها داشته باشد.
مسیر ژنتیکی بازگشت به گذشته
در طول آزمایش‌ها، دانشمندان دریافتند که تغییر چهار آمینواسید در یک آنزیم خاص، توانسته ساختار مولکولی گوجه‌فرنگی‌های غربی را از حالت مدرن به باستانی تغییر دهد. این تغییر در آزمایشگاه نیز با نمونه‌برداری از ژن‌ها و انتقال آن‌ها به گیاهان دیگر تایید شد.
نقش جغرافیا در تکامل گیاهان گالاپاگوس
جزایر شرقی با طبیعت متنوع و پایدار خود آلکالوئیدهای مدرن تولید می‌کنند، در حالی که جزایر خشک و جوان غربی گوجه‌فرنگی‌هایی با آلکالوئیدهای باستانی در خود دارند.
مدل‌سازی تکامل برای تأیید بازگشت
این تیم پژوهشی با طراحی مدل‌هایی بر پایه DNA موجود، ویژگی‌های اجداد منقرض‌شده را بازسازی کرد. شواهد نشان داد که گوجه‌فرنگی‌های غربی تا حد زیادی به ترکیبات تولیدی نیاکان اولیه خود شباهت دارند. اگرچه این بازگشت تکاملی مستند شده، چنین تغییراتی همچنان در پیچیدگی‌های فراوانی نهفته است.
تکامل رو به گذشته برای حرکت به جلو
این تحقیق نشان می‌دهد که طبیعت گاهی برای پیشرفت به گذشته نگاه می‌کند. یوزویاک معتقد است که این دانش می‌تواند در طراحی داروهای جدید، افزایش مقاومت گیاهان در برابر آفات و تولید محصولات خوراکی با سمیت کمتر نقش مهمی ایفا کند.
این یافته‌ها در یکی از مجله‌های معتبر علمی منتشر شده‌اند.
-
فیلم / مات و مبهوت شدن از آواز جگرسوز یک روحانی با ساز ویولن ! / چه صدای پر قدرتی !
ارسال نظر