Zbulohet përfundimisht misteri i pemës ‘fosile të gjallë’ të ngrirë në kohë për 66 milionë vjet

Në vitin 1994, alpinistët zbuluan një grup pemësh të çuditshme që rriteshin në një kanion në Parkun Kombëtar Wollemi, rreth 60 milje (100 kilometra) në perëndim të Sidneit, Australi. Një alpinist njoftoi një natyralist të shërbimit të parkut, i cili më pas i tregoi ekzemplarë gjethesh një botanisti. Në fund u përcaktua se ata përfaqësonin një specie të lashtë që në thelb ishte ngrirë në kohë që kur dinosaurët bredhin në Tokë.

E quajtur një “fosil i gjallë” nga disa, pisha Wollemi ( Wolemia nobilis ) është pothuajse identike me mbetjet e ruajtura që datojnë në periudhën e Kretakut (145 milionë deri në 66 milionë vjet më parë). Tani ka vetëm 60 nga këto pemë në natyrë – dhe këta të mbijetuar këmbëngulës kërcënohen nga zjarret në rajon. Mendohej se ishte zhdukur rreth 2 milionë vjet më parë.

Tani, shkencëtarët nga Australia, Shtetet e Bashkuara dhe Italia kanë deshifruar gjenomin e tij , duke hedhur dritë mbi evolucionin e tij unik dhe zakonet riprodhuese, si dhe duke ndihmuar përpjekjet e ruajtjes. Punimi u postua në bazën e të dhënave të paraprintimit bioRxiv më 24 gusht dhe nuk është rishikuar nga kolegët.

Pisha ka 26 kromozome – që përmbajnë 12.2 miliardë çifte bazë. Në krahasim, njerëzit kanë vetëm rreth 3 miliardë çifte bazash. Pavarësisht nga madhësia e gjenomit të tyre, pishat Wollemi janë jashtëzakonisht të ulëta në diversitet gjenetik, duke sugjeruar një pengesë (kur popullsia është zvogëluar në mënyrë dramatike) rreth 10,000 deri në 26,000 vjet më parë.

Në të vërtetë, bimët nuk shkëmbejnë shumë material gjenetik. Pemët e mbetura duket se riprodhohen më së shumti duke u klonuar përmes kapjes – në të cilën thithësit dalin nga baza dhe bëhen pemë të reja.

Rrallësia e tyre mund të jetë pjesërisht për shkak të numrit të lartë të transpozonëve, ose “gjeneve kërcyese” – shtrirje të ADN-së që mund të ndryshojnë pozicionin e tyre brenda gjenomit. Këta elementë përbëjnë gjithashtu madhësinë e gjenomit. “Genomi më i vogël i bimëve dhe gjenomi më i madh i bimëve kanë pothuajse të njëjtin numër gjenesh. Ndryshimet e mëdha në madhësi zakonisht vijnë nga transpozonët,” tha Gerald Schoenknecht, drejtor programi për Programin e Kërkimit të Gjenomit të Bimëve të Fondacionit Kombëtar të Shkencës. Schoenknecht nuk ishte i përfshirë në kërkime, por NSF siguroi fonde.

Ndërsa transpozonët kërcejnë në vende të reja, ato mund të ndryshojnë sekuencën e “shkronjave” në një molekulë të ADN-së, duke shkaktuar ose përmbysur mutacione në gjene. Ata mund të mbajnë ADN funksionale me vete ose të ndryshojnë ADN-në në vendin e futjes, dhe kështu të kenë një ndikim thelbësor në evolucionin e një organizmi.

Nëse transpozonët kanë shkaktuar mutacione të dëmshme, ato mund të kenë kontribuar në rënien e popullsisë, të shkaktuar nga ndryshimi i klimës dhe faktorë të tjerë, thanë studiuesit. Këto kushte stresuese mund ta kenë bërë bimën të kalojë në riprodhimin klonal. Për shkak se rritja e transpozonëve lidhet me riprodhimin seksual, një ndryshim në riprodhimin aseksual mund të ketë reduktuar futjen e tyre të mundshme të mutacioneve të dëmshme. Në mënyrë paradoksale, ndërsa pemët ishin ende të varura nga riprodhimi seksual, transpozonët mund të kenë luajtur një rol në rritjen e diversitetit gjenetik dhe kështu të paktën përkohësisht i kanë bërë ato më elastike ndaj ndryshimit të kushteve.

“Në 99% të të gjitha rasteve, mutacionet ndoshta nuk janë një ide e mirë,” tha Schoenknecht. “Por gjatë miliona viteve, 1% që ndihmon mund ta çojë specien përpara. Në këtë rast mund të ketë qenë paksa një avantazh.”

Dekodimi i gjenomit ka zbuluar gjithashtu pse pisha Wollemi duket të jetë e ndjeshme ndaj sëmundjeve – në veçanti, Phytophthora cinnamomi , një myk uji patogjen që shkakton vdekjen. Gjenet rezistente ndaj sëmundjes së pemës shtypen nga një lloj i ARN-së së vet që lidhet me zhvillimin e gjetheve më të gjera. Pishat Wollemi, ndryshe nga shumica e halorëve, kanë hala të gjera.

Pra, evolucioni i gjetheve më të gjera mund të ketë çuar në shtypjen e rezistencës ndaj sëmundjeve dhe ka hapur speciet ndaj kërcënimeve patogjene – të cilat mund të jenë gjurmuar pa dashje nga alpinistët që vizituan ilegalisht vendin e mbrojtur. P. cinnamomi është i zakonshëm në bimët e kultivuara.

Ndërsa vetëm katër popullata të vogla mbeten në natyrë, pishat janë përhapur gjerësisht nga kopshtet botanike dhe institucione të tjera në një përpjekje për t’i ruajtur ato dhe për të studiuar biologjinë e tyre unike. Lloji konsiderohet i rrezikuar në mënyrë kritike nga IUCN .

Kështu, analiza e gjenomit të pishës Wollemi nuk është thjesht një kuriozitet akademik – ajo ka implikime serioze për mbijetesën e specieve.