ვინ წარმოიდგენდა, რომ მცენარეთა სამეფოში უძველესი და ყველაზე დიდხანს მცხოვრები ფოთლები, ანგოლისა და ნამიბიის გასაყარზე, მკაცრ და სუპერ-არიდულ უდაბნოში იარსებებდა?

უდაბნო შესაფერისი ადგილი ფოთლოვანი მცენარის გასაზრდელად კი არა, საერთოდ რაიმე ცოცხალის ორგანიზმის შესაფარებლადაც კი არ არის. მაგრამ ნამიბიის უდაბნო, რომელიც წლიურად 5სმ-ზე ნაკლებ ნალექს ღებულობს, ის ადგილია, რომელზეც უძველესი მცენარე ველვიჩია ხარობს.

აფრიკაანსულად მცენარეს "tweeblaarkanniedood" ჰქვია, რაც "ორი ფოთოლი, რომელსაც სიკვდილი არ შეუძლიას" ნიშნავს. სახელი მცენარის შესაფერისია — ველვიჩია, რომლის სიცოცხლემაც შეიძლება მილენიუმებს გასტანოს, ორად-ორ ფოთოლს დაუსრულებლად იზრდის.

"უმეტეს მცენარეებს ერთი ფოთოლი უნვითარდებათ და ეგაა. ამ მცენარეს ათასობით წელი შეუძლია იცხოვროს და ზრდას არ წყვეტს. როცა ის ზრდას წყვეტს, მაშინ უკვე მკვდარია", — თქვა ენდრიუ ლაიხტმა, მცენარეთა გენეტიკოსმა ლონდონის დედოფალი მერის უნივერსიტეტიდან.

ველვიჩიის ჯიშის ყველაზე დიდი მცენარეები 3000-ზე მეტი წლის არიან. მათი ფოთლები რკინის ხანიდან მოყოლებული, როცა ფინიკიური ანბანი გამოიგონეს ანდა დავითს ისრაელის გვირგვინი ედგა თავს, სტაბილურად იზრდება.

ზოგი წყაროს გადმოცემით, ველვიჩია გარეგნობით ვერ დაიკვეხნის. მისი ორი ფოთოლი, მშრალი უდაბნოს ქარით ნაცემი და მწყურვალი ცხოველების მიერ მოჭმული, დროთა განმავლობაში იყოფა და იგრიხება, რაც ველვიჩიას რვაფეხას ამსგავსებს. მეცხრამეტე საუკუნეში, ლონდონის კიუ გარდენსის დირექტორმა მცენარეზე თქვა, "ის უსათუოდ ყველაზე საოცარი მცენარეა, რაც კი ოდესმე ამ ქვეყანაში მოუტანიათ და ყველაზე მახინჯიც."

მისი აღმოჩენის შემდეგ, ველვიჩიას ისეთი ბიოლოგები მოუჯადოვებია როგორიც ჩარლზ დარვინი და ბოტანიკოსი ფრიდრიხ ველვიჩი არიან. ადვილი გამოსაცნობია, რომ მცენარე ფრიდრიხ ველვიჩის სახელობისაა. ამბობენ, რომ როცა ველვიჩი პირველად გადააწყდა ამ მცენარეს, "მას არ შეეძლო, რომ მწველ მიწაზე არ ჩაემუხლა და მისთვის ეცქირა, ნახევრად იმის შიშში, რომ ერთი შეხებით აღმოაჩენდა, რომ ის წარმოსახვის ნაყოფი იყო."

ფოტო: wikimedia.org

ველვიჩიას გენეტიკური საიდუმლოებები

ამ თვეში, ჟურნალ Nature Communications-ში ახალი კვლევა გამოქვეყნდა, სადაც მკვლევრები ველვიჩიას უნიკალურ ფორმას, მისი სიცოცხლის გასაოცარ ხანგრძლივობასა და უკიდურეს გამძლეობას ხსნიან.

ველვიჩიის გენომი მცენარის არიდულ და საკვების სიმწირით გამორჩეულ გარემოს ირეკლავს. თითქოს, მისი გენეტიკური ისტორია მის ბუნებრივ ისტორიას შეესატყვისება.

დაახლოებით 86 მილიონი წლის წინ, რეგიონში განსაკუთრებული არიდულობის და გრძელი გვალვის პერიოდში, (შესაძლოა თვით ნამიბიის უდაბნოს შექმნის პროცესში) უჯრედის გაყოფაში შეცდომის შედეგად, მთლიანი ველვიჩიის გენომი გაორდა, თქვა კვლევის ხელმძღვანელმა და ბოტანიკოსმა, ტაო ვანმა. მისი თქმით, "ექსტრემალური ზეწოლა" გენომის გამრავლების ასეთ მოვლენებთანაა დაკავშირებული.

კვლევის თანაავტორი დოქტორი ლაიხტის თქმით, გაორებული გენებს თავიანთი პირველადი ფუნქციები ეხსნებათ და პოტენციურად, ახალ ფუნქციებს ითავსებენ.

თუმცა, დოქტორი ვანის თქმით, ზედმეტი გენეტიკური მასალის ქონას თავისი ფასი აქვს. "სასიცოცხლოდ, ყველაზე ელემენტარული ფუნქცია დნმ-ის რეპლიკაციაა, ანუ რაც უფრო დიდი გენომი გაქვს, უფრო მეტი ენერგია იხარჯება სიცოცხლის შესანარჩუნებლად", მით უმეტეს, ასეთ მკაცრ პირობებში.

კიდევ უფრო უარესი ისაა, რომ ველვიჩიის გენომის დიდი ნაწილი "ნაგავი" თვითრეპლიკაციური დნმ-ის სეკვენციები (ნაწილები), სახელად რეტროტრანსპოზონები არიან. ახლა, ამ "ნაგავს სჭირდება რეპლიკაცია, შეკეთება," თქვა დოქტორმა ლაიხტმა.

მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ დაახლოებით 1-2 მილიონი წლის წინ, ველვიჩიაში რეტროტრანსპოზონები გადამეტებულად გააქტიურდნენ, სავარაუდოდ, გაზრდილი ტემპერატურით გამოწვეული ზეწოლის გამო. ამის გამოსასწორებლად, ველვიჩიამ დნმ-ის მეთილაცია, ვრცელი ეპიგენეტიკური ცვლილებები გაირა რათა "ნაგავი" დნმ-ის სეკვენციები "გაეჩუმებინა".

ამ პროცესის შედეგად, ველვიჩიის გაორებული გენომის შენარჩუნებისთვის საჭირო რესურსები შესამჩნევად შემცირდა და ასე რომ ვთქვათ, მისი გენომი ეკონომიური გახდა.

კვლევამ აჩვენა, რომ მცენარემ სხვა გენეტიკური ცვლილებებიც განიცადა.

ჩველებრივი მცენარის ფოთლები მისი ღეროდან და ტოტებიდან იზრდება. თუმცა ველვიჩიას ფოთლები, სხვა მცენარეებისგან განსხვავებით, მცენარის კენწრული მერისტემიდან იზრდება, რომელიც მცენარეს ასევე ახალი უჯრედებით ამარაგებს. ამ გენების სიმრავლე ან გაზრდილი აქტივობა და ოპტიმალური მეტაბოლიზმი, უჯრედული ზრდა და ზეწოლის მიმართ რეზისტენტულობა ველვიჩიას შესაძლოა ექსტრემალური ბუნებრივი ზეწოლის ქვეშ გაზრდის გაგრძელებაში ეხმარებოდეს. მსოფლიოში, რომელიც უფრო და უფრო ცხელი ხდება, ველვიჩიას გენეტიკურმა გაკვეთილმა შეიძლება ადამიანებს "ნაკლებად მწყურვალე" და უფრო მტკიცე მცენარეების შეჯვარებაში შეუწყოს ხელი.

"როცა ვხედავთ, რომ ამ მცენარეს ასე გარემოში, ასე დიდხანს გაძლება შეუძლია და თან დნმ-ს და ცილებს ინარჩუნებს, მართლა ვგრძნობ, რომ შეგვიძლია ვიპოვოთ მინიშნებები იმაზე, თუ როგორ შეიძლება სოფლის მეურნეობის გაუმჯობესება", — თქვა ჯორჯიის უნივერსიტეტის მცენარეთა ბიოლოგმა, დოქტორმა ლებენს-მაკმა.

ეს კვლევა ცნობისმოყვარეობის გამო წამოწყებული კვლევების მნიშვნელობასაც უსვამს ხაზს. როცა უდაბნოში ორ ფოთოლს შემოეყრები, რომლებიც ყველანაირი წინააღმდეგობის მიუხედავათ მაინც იზრდებიან, დაიხარე გავარვარებულ მიწაზე და ერთი კარგად შეათვალიერე...

"უცნაურ რამეებში, უცნაურ რამეებს პოულობ, რაც იმის გაგებაში გეხმარება, რაც არ იცოდი, რომ არ გესმოდა", — თქვა დოქტორმა ლაიხტმა.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში – შემდეგი ჯგუფი.