به گزارش زیستنا به نقل از SciTechDaily، از دهه ۱۵۰۰، گیاه‌شناسان و باغبانان می‌دانستند که برخی از گونه‌های گیاهی دو شکل گل دارند که از نظر طول اندام‌های جنسی نر و ماده به‌طور متقابل با یکدیگر تفاوت دارند. نخستین بار چارلز داروین (Charles Darwin) پیشنهاد کرد که چنین گل‌های دو شکلی (Distylous) سبب گرده‌افشانی متقاطع مؤثر به‌وسیله حشرات گرده‌افشان می‌شوند. ژنتیکدانان اولیه نشان دادند که این دو شکل گل به‌وسیله یک ناحیه کروموزومی منفرد کنترل می‌شوند که احتمالاً دارای دسته‌ای از ژن‌ها، یعنی یک ابر ژن (Supergene) است. بااین‌وجود تا همین اواخر، این ابر ژن هرگز توالی‌یابی نشده بود.
اکنون، پژوهشگران معمای این ابر ژن را حل کرده‌اند. آن‌ها سیستمی را مورد مطالعه قرار دادند که داروین قبلاً آن را به عنوان دو شکلی (Distyly) توصیف کرده بود. آن‌ها گونه‌های بذر کتان وحشی با نام علمی Linum را مطالعه کردند و از روش‌های مدرن توالی‌یابی DNA برای شناسایی این ابر ژن استفاده کرد. مطالعه دانشمندان دانشگاه استکهلم، همراه با همکارانشان در دانشگاه اوپسالا (Uppsala University)، دانشگاه دورهام (Durham University)، دانشگاه گرانادا (University of Granada) و دانشگاه سویل (University of Seville)، در ژورنال Current Biology منتشر شده است.
پژوهشگران در کمال شگفتی کشف کردند که این ابر ژن که مسئول تفاوت طول اندام‌های جنسی نر و ماده است خود از نظر طول متفاوت است. به‌طور خاص، شکل غالب این ابر ژن حاوی حدود ۲۶۰ هزار جفت باز DNA بود که در فرم مغلوب وجود نداشت. این قطعه ۲۶۰ هزار جفت بازی DNA دربرگیرنده چندین ژن است که احتمالاً سبب تغییر طول در اندام‌های جنسی می‌شود.
تانجا اسلات (Tanja Slotte)، نویسنده ارشد این مطالعه و استاد ژنومیک بوم‌شناختی (Ecological Genomics) در دانشگاه استکهلم گفت: «این نتایج واقعاً برای ما شگفت‌انگیز بود، زیرا ترکیب ژنتیکی مشابهی از این ابر ژن که این دو شکلی را کنترل می‌کند، پیش‌ازاین در سیستم گل‌های پامچال شناسایی شده بود، جایی که کاملاً مستقل تکامل یافت.»
دکتر جوانیتا گوتیرز-والانسیا (Juanita Gutiérrez-Valencia) نویسنده نخست این مطالعه و دانشجوی دانشگاه استکهلم گفت: «تکامل نه‌تنها به‌طور مکرر تغییرات مشابهی در گل‌های پامچال و گونه‌های بذر کتان به وجود آورده است، بلکه برای دستیابی به این شاهکار به راه‌حل ژنتیکی مشابهی متکی بوده است.»
این اکتشافات دیدگاه جدیدی در مورد قدرت قابل‌توجه تکامل برای یافتن راه‌حل‌های همگرا برای چالش‌های سازگاری گسترده‌ای مانند نیاز گیاهان گل‌دار به گرده‌افشانی متقابل ارائه می‌دهد.
پروفسور تانجا اسلات گفت: «دو شکلی بودن در نهایت سازوکاری برای گرده‌افشانی متقابل مؤثر است. امروزه با توجه به تغییرات آب و هوایی و چالش‌هایی که جمعیت گرده‌افشان گیاهان و حشرات با آن مواجه هستند، شناخت سازوکارهای گرده‌افشانی اهمیت ویژه‌ای دارد.»
منبع: SciTechDaily
Journal Reference:
Gutiérrez-Valencia, Juanita, Marco Fracassetti, Emma L. Berdan, Ignas Bunikis, Lucile Soler, Jacques Dainat, Verena E. Kutschera, et al. “Genomic Analyses of the Linum Distyly Supergene Reveal Convergent Evolution at the Molecular Level.” Current Biology ۳۲, no. 20 (2022): 4360-4371.e6. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.08.042.