Zmiany klimatyczne: zadziwiająca adaptacja roślin

Czy rośliny są w stanie przystosować się do zmian klimatu? A tak, według dwóch badań, które za cel wzięły genom Arabidopsis thaliana. Niektóre geny kontrolują tę adaptację, a roślina może posiadać broń, która pozwala jej żyć w różnych klimatach. Badania ukazały się w Science.

Wiedzieliśmy już, że zwierzęta są w stanie zmieniać wysokości i szerokości geograficzne tak, aby znaleźć się w klimacie, który jest im bliski. Ponieważ rośliny nie mają aż takich możliwości migracyjnych co zwierzęta, to może mają większą zdolność adaptacji?

Rzodkiewnik pospolity jako wzór

Rzodkiewnik  pospolity, czyli Arabidopsis thaliana, jest rośliną – modelem bardzo powszechnie używanym przez naukowców, ponieważ istnieje wiele danych na jej temat, dla wielu szerokości geograficznych i różnych środowisk. Badacze więc skorzystali z tego, aby przyjrzeć się genotypowi wielu różnych przedstawicieli tego gatunku, aby poznać mechanizmy adaptacyjne tej rośliny, w wielu ekosystemach, które skolonizowała.

Badacze z uniwersytetu w Lille, we Francji, a także z uniwersytetu w Chicago w Stanach Zjednoczonych, postanowili więc przebadać genom tej rośliny, tak dobrze znanej biologom. Badacze wyizolowali więc geny, które kontrolują adaptację do zmian klimatycznych, a to pozwoliło im odnaleźć mechanizmy związane z tym procesem.

Korelacja między SNP a zmiennymi klimatycznymi

Badacze zainteresowali się przede wszystkim niektórymi sekcjami genomu, czyli tak zwanymi SNP (polimorfizm pojedynczego nukleotydu, ang. Single Nucleotid Polymorphism). Strefy te odpowiadają zmianie jednej bazy między genotypami dwóch jednostek i mogą mieć dwie postaci:

- synonimiczna (mutacja mieści się na DNA niekodującym, albo nie prowadzi od syntezy tego samego aminokwasu);

- niesynonimiczna (mutacja prowokuje powstawanie innego aminokwasu).

Konfrontując te dane z różnymi zmiennymi środowiskowymi, takimi ja nasłonecznienie, wilgotność, etc., badaczom udało się udowodnić istnienie związku miedzy tymi zmiennymi za SNP niesynonimicznym. Ponieważ SNP niesynonimiczne mają wpływ na tworzenie protein, poddawane są one selekcji naturalnej.

Związek z tymi SNP i niektórymi zmiennymi klimatycznymi pokazuje, że wariacje na łonie SNP odpowiadają adaptacjom do klimatu. Poza tym, naukowcy zasadzili rośliny pochodzące z różnych regionów (a więc z innymi SNP) i opierając się na swoich hipotezach, byli w stanie przepowiedzieć, czy rośliny te będą w stanie się rozmnażać.

Co dowodzi, iż ich wnioski były słuszne. Niektóre geny kontrolują adaptację do klimatu.

Broń przeciwko zmianom klimatycznym

W tym samym czasie, badacze z uniwersytetu Brown i instytutu Gregor Mendel w Wiedniu, zainteresowali się również genomem tej samej rośliny. Odizolowali oni geny odpowiedzialne za większą reprodukcję i wykazali, że adaptacja do różnych klimatów jest kontrolowana przez geny ulokowane w innych miejscach.

Poza tym, fakt, że roślina posiada genotyp pozwalający jej na przystosowanie do dwóch typów klimatów, wcale nie wpływa na jej reprodukcję. Roślina może więc może posiadać genetyczną broń, pozwalającą się zaaklimatyzować.

Jest to raczej dobrą nowiną, w momencie kiedy niepokoimy się wpływem globalnego ocieplenia na całość organizmów żywych. Trzeba jeszcze się dowiedzieć, czy można to samo zjawisko stwierdzić u innych roślin. Zdolność mogącą zrekompensować brak zdolności do migracji oraz zdolność do adaptacji, mimo gwałtownej zmiany klimatu.

Ale jeśli nawet roślina ta ma broń, która pozwala jej się przystosować do różnych zmian klimatycznych, nie oznacza to, że jej zdolności są niewyczerpywalne. Być może, w bardziej ekstremalnych warunkach, wcale nie będzie juz tak wesoło.