Bu gerçekten doğru olabilir mi? Galapagos Adaları’ndaki domatesler bir kez daha antik toksinler üretmeye başladı – bu bir tersine evrim mi?

 

Galápagos Adaları’nda, yabani domates bitkileri milyonlarca yıl önce kaybolan alkaloidleri yeniden üretiyor. Araştırmacılar buna sert çevre koşullarının tetiklediği olası bir “geri dönüş” adını veriyor.

Bitki biyolojisinin geçmişine doğru bir yolculuk

Galápagos Adaları evrimin yaşayan bir laboratuvarı olarak kabul edilir. Ancak şimdi araştırmacılar takımadaların bazı bölgelerinde doğanın sadece yeni bir çığır açmakla kalmayıp aynı zamanda eski yolları da yeniden ziyaret ettiğini keşfediyorlar. Bu keşfin merkezinde, belirli adalarda antik kimyasallar üretmeye başlayan bir domates türü var.

Bunlar alkaloitlerdir – bitkileri yırtıcılardan koruyan acımsı tatta, genellikle toksik moleküller. Ancak bu alkaloitleri özel kılan şey, modern “domates versiyonu” olmamaları, bunun yerine patlıcanlarda bulunan maddeleri anımsatmalarıdır.

Alkaloidler: Tarihi bir kimyasal savunma

Domatesler patlıcangiller familyasına aittir. Patates ve patlıcanlarla birlikte, bir kimyasal savunma stratejisini paylaşırlar: alkaloit üretimi. Bu moleküller böcekleri, mantarları ve otçulları uzaklaştırabilir—ancak yüksek konsantrasyonlarda insanlar için de toksiktirler.

Kaliforniya Üniversitesi Riverside’da moleküler biyokimyacı olan Adam Jozwiak, “Grubumuz, alkaloit sentezinin adımlarını karakterize etmek ve böylece bunları kontrol altına almak için çok çalıştı” diye açıklıyor.

Takımadaların daha eski ve ekolojik olarak daha istikrarlı olan doğu adalarında, domates bitkileri tanıdık bir kimyasal profil sergiliyor. Yetiştirilen domateslerde bulunanlara benzer alkaloitler üretiyorlar. Ancak daha genç, batı adalarında beklenmedik bir şey oluyor.

Genç kayadan gelen antik moleküller

Araştırmacılar 30’dan fazla yabani domates örneğini analiz etti. Batı volkanik adalarında bitkilerin farklı bir moleküler yapıya sahip alkaloidler ürettiğini keşfettiler. Yapı, milyonlarca yıl önce domates atalarının tipik moleküllerine karşılık geliyor – veya bugün hala patlıcanlarda bulunuyor.

Fark, kompozisyonda değil, atomların uzaysal diziliminde yatmaktadır – buna stereokimya denir. Bu, bir molekülün biyolojik sistemlerde nasıl işlediğini büyük ölçüde belirler.

Bu tersine dönmeye tam olarak ne sebep oluyor? Araştırmacılar, alkaloidlerin sentezinden sorumlu enzimleri izole ettiler. Bir enzimdeki sadece dört değiştirilmiş amino asit, son kimyasal ürünü modernden antik olana dönüştürmek için yeterliydi.

Tersine evrim yoluyla uyum sağlama

Bitkilerde eski genetik bilginin yeniden etkinleştirilmesi yaygın bir bulgu değildir. Evrim genellikle yönlendirilmiş bir süreç olarak kabul edilir ve yeni çevre koşullarına uyum birincil odak noktasıdır. Daha önceki özelliklerin kendilerini yeniden ortaya koymaları ve bunu daha öncekiyle aynı genetik yolla yapmaları nadirdir.

“Bu normalde beklediğimiz bir şey değil,” diyor Jozwiak. “Ama işte burada, gerçek zamanlı olarak, volkanik bir adada gerçekleşiyor.”

Batı adaları çoraktır, toprak ve bitki örtüsü azdır. Çevresel koşullar eski adalardakinden daha serttir. Bu, eski alkaloid yapının orada neden yaygın olduğunu açıklayabilir. Yırtıcı hayvanlara veya hastalıklara karşı daha iyi koruma sağlayabilir.

Evrimsel kökenlerin yeniden inşası

Bu kimyasal değişimlerin kökenini daha iyi anlamak için ekip, günümüz bitkilerinin DNA’sını atalarının yeniden yapılandırılmış dizileriyle karşılaştırdı. Sonuç: Genç adalardaki domateslerin kimyasal profilleri, milyonlarca yıl önce yaşamış olabilecek varsayımsal atalara benziyor.

Araştırmacılar, evrimsel modelleme adı verilen bir yöntem kullandılar. Bu yöntem, mevcut genetik bilgilere dayanarak, soyu tükenmiş özelliklerin bir zamanlar nasıl göründüğünü çıkarmamızı sağlıyor.

“Geriye evrilme”nin gerçek anlamı nedir?

“Ters evrim” terimi bilim insanları arasında tartışmalıdır. Biyolojik gelişmeler genellikle geriye doğru oynatılan bir film gibi ilerlemez. Kayıp özellikler ara sıra yeniden ortaya çıkabilse de, aynı genetik yolu izleyerek bunu kanıtlamak nadirdir.

Bu durumda, kimyasal bir mekanizma için ilk kez böyle bir kanıta ulaşılabiliyor.

“Bazı insanlar buna inanmıyor,” diyor Jozwiak. “Ancak genetik ve kimyasal kanıtlar orijinal duruma geri dönüldüğünü gösteriyor.”

İnsanlarda da gen fonksiyonlarının yeniden aktif hale getirilmesi mümkün müdür?

Bu bulguların geniş kapsamlı sonuçları olabilir – yalnızca bitki biyolojisinin anlaşılması için değil. Eski gen işlevlerinin hedeflenen şekilde yeniden etkinleştirilmesi, sağlam mahsullerin yetiştirilmesi, ilaçların geliştirilmesi ve kimyasal savunma maddelerinin hedeflenen kontrolü için yeni perspektifler açar.

Belirli koşullar altında daha erken genetik evrelere geri dönüş mümkünse, şu soru ortaya çıkıyor: Bu durum diğer canlılarda, hatta belki insanlarda da gerçekleşebilir mi?

Jozwiak bunu ihtiyatlı ama net bir şekilde ifade ediyor: “Bence bu insanlarda da olabilir. Bir veya iki yıl içinde gerçekleşmeyecektir, ancak çevre koşulları yeterince değişirse belki zamanla gerçekleşebilir.”

Orijinal yayın için buraya tıklayın

Kaynak: ingenieur.de