În insulele cele mai tinere ale arhipelagului Galapagos, niște roșii sălbatice rescriu regulile evoluției, reactivând o apărare chimică veche, dispărută cu milioane de ani în urmă.
Cuprins
O echipă internațională a descoperit că anumite specii sălbatice de roșii de pe cele mai tinere insule ale arhipelagului recâștigă apărarea chimică ancestrală dispărută cu milioane de ani în urmă.
Pe suprafețele de lavă arzătoare ale insulelor vestice din Galapagos, unde vântul mătură un sol aproape lipsit de nutrienți și peisajul pare de pe altă planetă, cresc niște roșii care sfidează regulile stabilite ale evoluției. Departe de a se adapta la forme mai moderne sau mai complexe, aceste plante fac un pas înapoi, recuperând caracteristici care se credeau pierdute pentru totdeauna.
Acesta este rezultatul unui nou studiu publicat în Nature Communications și condus de o echipă de oameni de știință de la Universitatea din California, Riverside, și de la Institutul Weizmann din Israel. Descoperirea a uimit biologii evolutivi: pentru prima dată este documentat cu precizie chimică și genetică un caz de „evoluție inversă” la plante, un concept care până acum era considerat extrem de rar și dificil de demonstrat.
Ceea ce fac aceste plante nu este pur și simplu o mutație aleatorie, ci o reînviere, cu o precizie surprinzătoare, a unui vechi mecanism biochimic care le permite să producă compuși toxici care nu mai sunt prezenți la rudele lor moderne. Cu alte cuvinte, ele reînvie un scut molecular ancestral care a rămas îngropat în ADN-ul lor de milioane de ani.
O apărare chimică preistorică
Studiul se concentrează pe două specii de roșii sălbatice: Solanum cheesmaniae și Solanum galapagense, descendente ale unor plante sud-americane care au ajuns pe insule probabil transportate de păsări. Oamenii de știință au analizat peste cincizeci de probe colectate de pe diferite insule ale arhipelagului. Și pe cele mai tinere și vulcanice, precum Fernandina și Isabela, s-a detectat un model neașteptat.
Roșiile de pe aceste insule nu numai că produceau alcaloizi — compuși amari care acționează ca pesticide naturale —, ci și o versiune arhaică a acestor compuși, foarte similară cu cea găsită în vinete și care nu fusese observată în roșii din timpuri străvechi. În schimb, pe insulele orientale, mai vechi și mai stabile, plantele continuau să producă versiunile moderne obișnuite în culturile actuale.
O nouă cercetare descoperă că unele plante insulare recâștigă trăsături pierdute cu milioane de ani în urmă.
Această schimbare nu este trivială. Cheia stă în stereochimie: deși alcaloizii „vechi” și „moderni” sunt formați din aceiași atomi, dispunerea lor tridimensională este diferită, ceea ce le modifică complet comportamentul biologic. Această configurație este ca o încuietoare chimică: este suficientă o variație minimă pentru a schimba modul în care acționează în organism.
Doar patru aminoacizi au schimbat totul
Pentru a înțelege cum au reușit aceste plante să realizeze această transformare, echipa a identificat enzima responsabilă de asamblarea finală a alcaloidelor. Descoperirea cea mai uimitoare a fost că erau necesare doar patru modificări în lanțul de aminoacizi al acestei enzime pentru a-i inversa funcția și a o readuce la versiunea sa ancestrală. Cu această mutație, plantele și-au recăpătat capacitatea de a sintetiza compușii „preistorici”.
Cercetătorii au sintetizat chiar aceste gene modificate în laborator și le-au introdus în plante de tutun, care au început să producă alcaloizii vechi. Dovada era concludentă: nu era vorba de o coincidență sau de o simplă mutație spontană, ci de o revenire funcțională și structurată la o cale biochimică uitată.
Distribuția geografică a fenomenului sugerează, de asemenea, o cauză de mediu. Insulele occidentale, tinere și afectate de condiții extreme, par să exercite o presiune evolutivă diferită, unde recuperarea unor apărări mai agresive ar putea reprezenta un avantaj vital. În acest context, selecția naturală nu ar împinge înainte, ci ar recupera soluții din trecut.
Stânga: specie de roșie sălbatică din Galapagos care a reactivat compuși toxici ancestrali. Dreapta: plantă de roșie cultivată cu alcaloizi moderni tipici soiurilor actuale.
Un caz unic sau o fereastră către ceea ce ne așteaptă?
Conceptul de „evoluție inversă” a generat întotdeauna scepticism. Teoria clasică consideră că, odată ce o trăsătură se pierde, este extrem de improbabil să reapară pe aceeași cale genetică. Cu toate acestea, acest studiu demonstrează că nu numai că este posibil, dar poate avea loc în mod precis, coerent și în populații întregi.
Au fost documentate cazuri izolate, cum ar fi șerpi care își recâștigă picioarele rudimentare sau bacterii care reactivează gene vechi. Dar niciodată cu acest nivel de detaliu chimic și la o plantă de interes alimentar global. La urma urmei, roșia este unul dintre cele mai consumate alimente de pe planetă.
Această descoperire nu numai că rescrie manualul evoluției vegetale, dar deschide și noi uși pentru ingineria genetică. Dacă este suficient să modificăm câteva aminoacizi pentru a reconfigura o cale biochimică, am putea proiecta culturi mai rezistente la dăunători, mai sigure pentru consumul uman sau chiar cu proprietăți medicinale. Dar mai întâi, așa cum avertizează echipa, este esențial să înțelegem cum face natura acest lucru.
Un trecut care refuză să dispară
În ultimă instanță, această descoperire evidențiază o idee puternică: evoluția nu este o linie dreaptă către „progres”. Este o dans complex, un balans în care, uneori, a avansa înseamnă a privi înapoi. Genomul păstrează o memorie a soluțiilor din trecut, gata să reapară atunci când circumstanțele o cer.
Faptul că acest lucru s-a întâmplat în insulele îndepărtate și aproape virgine din Galapagos nu este o coincidență. Acest laborator natural, care l-a inspirat pe Darwin în trecut, continuă să ne ofere lecții profunde despre flexibilitatea vieții. Și poate, așa cum sugerează studiul, ceea ce vedem la aceste roșii ar putea fi doar un exemplu al unui fenomen mai amplu, care ar putea include chiar și propria noastră specie, dacă condițiile de pe planetă se vor schimba suficient.
