تتوهج أزهار الدندل (دُنْدُل أو مُقَنَّعَة أو ميمولس) بتشكيلة غنية من الألوان، من الأصفر إلى الوردي إلى الأحمر والبرتقالي الغامق. لكن منذ حوالي 5 ملايين سنة، فقدت بعض هذه الأزهار لونها الأصفر. شرح علماء النبات في عدد 10 فبراير من مجلة Science في جامعة كونيتيكت ما حدث وراثيًا وأدى إلى التخلص من الصبغة الصفراء، والآثار المترتبة على تطور الأنواع.
تشتهر أزهار الدندل بالنمو في تربة قاسية غنية بالمعادن حيث لا تستطيع النباتات الأخرى ذلك. وتشتهر بتنوعها في الشكل واللون. توضح هذه الأزهار أيضًا كيف يمكن لتغيير جين واحد أن يصنع نوعًا جديدًا. فقدت أنواع وردة الدندل الأصباغ الصفراء في البتلات ولكنها اكتسبت اللون الوردي منذ حوالي 5 ملايين سنة، مما جذب النحل للتلقيح. في وقت لاحق، تراكمت طفرات في جين يسمى YUP الذي استعاد الأصباغ الصفراء وأدى إلى إنتاج زهور حمراء. توقفت الأنواع عن جذب النحل. بدلاً من ذلك، بدأت الطيور الطنانة بتلقيحها، وعزلت الأزهار الحمراء وراثيًا وظهر نوع جديد.
أظهر عالم النبات ياوو يوان وعالم ما بعد الدكتوراه ماي ليانغ (حاليًا أستاذ في جامعة جنوب الصين الزراعية)، مع متعاونين من أربعة معاهد أخرى، الجين الذي تغير بالضبط لمنع أزهار الدندل من التحول إلى اللون الأصفر. يضيف بحثهم الذي نُشر في مجلة Science، أهمية لنظرية أن الجينات الجديدة تشكل تنوعًا ظاهريًا وحتى أنواعًا جديدة.
وجد العلماء جين YUP في موضع (منطقة) من جينوم وردة الدندل الذي يحتوي على ثلاثة جينات جديدة، ولم يعثروا على هذا الجين الجديد في الأنواع خارج هذه المجموعة. وهي نسخ مكررة من جينات أخرى من أجزاء أخرى من جينوم وردة الدندل. جين YUP هو بشكل خاص نسخة مكررة جزئية من جين موجود مسبقًا لا علاقة له باللون.
الاعتقاد الجيني القياسي هو أن الجينات المكررة الجزئية تنظم الجينات المشتقة منها. فمن غير المحتمل أن تؤثر هذه الجينات على جين غير ذي صلة. قرر ليانغ التحقيق في ما تفعله هذه الجينات على أي حال، خلافًا لنصيحة يوان، الذي اعتقد أنها كانت مضيعة للوقت. لكن مثابرة ليانغ جاءت بنتائج مهمة، فقد اكتشف أن جين YUP يستهدف في الواقع المنظم الرئيسي للكاروتينات، والأصباغ التي تجعل أزهار الدندل والنباتات الأخرى صفراء. ينتج جين YUP العديد من الحمض النووي الريبي الصغير الذي كبح الجين الكاروتيني. يوجد عدد قليل جدًا من الأمثلة على الجينات التي تنتج جزيئات RNA صغيرة تؤثر على السمات المهمة لتكوين نوع جديد.
يقول يوان: «لقد علمتني هذه التجربة حقًا مدى أهمية عدم التقيد بـ (الحكمة التقليدية). جين YUP ليس فقط جين منظم، بل يوجد أيضًا جينَين آخرين في نفس المكان يؤثران على لون زهرة الدندل».
يعد تفرد هذه الجينات الثلاثة، الموجود فقط في عدد قليل من أزهار الدندل ذات الصلة الوثيقة، دليلًا مهمًا على كيفية تطور الأنواع الجديدة.
يقول يوان: «تمتلك كل الأنواع تقريبًا جينات فريدة تسمى (تصنيفات محددة) لأنها توجد فقط في مجموعة صغيرة من الأنواع. بالنسبة للجزء الأكبر، ليس لدينا أي فكرة عما تفعله هذه الجينات. يوضح هذا البحث أن هذه الجينات الخاصة بالتصنيفات قد تكون مفاتيح الأنواع الجديدة. في السابق، اعتقد العديد من علماء الوراثة وعلماء الأحياء التطورية أن التغييرات في التعبير عن الجينات الشائعة المشتركة بين العديد من الأنواع المختلفة هي التي تميزهم، وأنه من غير المرجح أن يكون العدد الصغير من الجينات المميزة مهمًا.
يقول يوان: «نعتقد أننا نفهم التطور جيدًا بما يكفي لنتنبأ. لكننا ندرك الآن أننا لا نفعل ذلك حقًا. لا يمكن التنبؤ بالتطور».
يبحث مختبره الآن في كيفية تحكم جينوم زهرة الدندل في إنتاج الصبغة. فمثلًا، تحتوي بعض أزهار الدندل على بتلات بيضاء بالكامل في الأعلى، ولكن تتلون البتلات السفلية بألوان أخرى. يريد يوان وزملاؤه حاليًا معرفة كيف تقمع النباتات الصبغة فقط في أجزاء معينة من الزهرة.
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
