.
Растения семейства пасленовых, куда входят томаты, картофель и баклажаны, вырабатывают стероидные гликоалкалоиды (СГА) — токсичные соединения, защищающие растения от вредителей и патогенов. Ученые сосредоточились на белке GAME8, участвующем в синтезе этих веществ, внеся небольшое, но важное изменение в его структуру — так называемую позицию C25. Он существует в двух зеркальных формах: 25R и 25S.
Изучая различные сорта томатов, исследователи обнаружили, что SGA, вырабатываемый ферментом GAME8, изначально был типа 25R, формы, которая до сих пор встречается в баклажанах. Однако по мере эволюции томатов и картофеля ген GAME8 мутировал, в результате чего тип 25S стал доминирующим. Этот сдвиг помог растениям лучше адаптироваться к окружающей среде и усилить свою защиту.
Однако ситуация на Галапагосских островах иная. Местные дикие томаты (Solanum cheesmaniae) демонстрируют признаки возврата к древней форме SGA, 25R. Эта тенденция особенно выражена у растений, растущих на более молодых западных островах архипелага. Генетический анализ показал, что изменения связаны с мутацией в гене GAME8, которая восстанавливает его изначальную функцию.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
В некоторых популяциях для этого требуется только замена одной аминокислоты, в то время как в других требуется замена трех, что почти полностью восстанавливает фермент до исходного состояния.«Это не то, чего мы обычно ожидаем», — сказал ведущий автор исследования, молекулярный биохимик Адам Йозвиак. «Но вот оно: это явление происходит в реальном времени на вулканическом острове».
Распределение химии SGA в томатах Галапагосских островов соответствует геологическому возрасту островов. На старых восточных островах растения производят почти исключительно форму 25S, тогда как на молодых западных островах преобладает форма 25R. Это говорит о том, что местные условия — состав почвы, климат или присутствие определенных травоядных — способствуют возрождению древнего защитного механизма.
Некоторые ученые скептически относятся к теории «вырождения», ссылаясь на закон Доллота, который гласит, что сложные признаки, утраченные в ходе эволюции, не могут быть восстановлены до своего первоначального состояния. Они считают, что наблюдаемые изменения являются реактивацией «спящих» генетических механизмов, а не истинным возрождением утраченных признаков. Однако Йозвиак настаивает, что в случае с томатом Галапагосских островов речь идет о возврате к предковому состоянию.
Эксперименты подтвердили, что мутации в гене GAME8 действительно приводят к синтезу формы 25R, раскрывая молекулярный механизм, стоящий за этим процессом. Это открытие бросает вызов традиционному взгляду на эволюцию как на одностороннее движение к сложности и специализации. Оно также имеет практические последствия для сельского хозяйства: понимание того, как ферменты контролируют механизмы химической защиты растений, может помочь вывести сельскохозяйственные культуры, более устойчивые к вредителям.
Исследование также поднимает вопросы о том, как другие виды могут использовать схожие механизмы для адаптации к быстрым изменениям окружающей среды, включая изменение климата.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
- Международная группа ученых под руководством исследователей из Университета Саутгемптона обнаружила свидетельства того, что ритмичные пульсации расплавленной породы, исходящие из глубины земной мантии, постепенно разрывают Африканский континент и могут пр
- Этот отпечаток пальца оставил неандерталец. Причём специально!