خاستگاه حیات روی زمین: انتقال ژن میان قارچ‌ها و گیاهان ممکن است جرقه‌ای برای شکل‌گیری نخستین اکوسیستم‌ها بوده باشد
یک کشف شگفت‌انگیز نشان می‌دهد که انتقال پنهانی ژنی میان قارچ‌ها و گیاهان باستانی، نقش مهمی در پیدایش نخستین اکوسیستم‌های زمین داشته است. این فرایند باستانی، به گیاهان کمک کرد تا خود را با زندگی در خشکی تطبیق دهند.
در پژوهشی تازه از دانشگاه تولوز که در نشریه Science منتشر شده، دانشمندان به بینشی جالب درباره‌ی نخستین مراحل حیات در خشکی دست یافته‌اند. این مطالعه نشان می‌دهد که تبادل ژنتیکی میان قارچ‌ها و گیاهان نخستین، نقشی اساسی در سازگاری این موجودات با محیط خشکی داشته و در نهایت، راه را برای شکل‌گیری اکوسیستم‌های زمینی هموار کرده است.
نقش کلیدی بریوفیت‌ها در تکامل گیاهان
دانشمندان مدت‌هاست که به روند انتقال گیاهان از آب به خشکی علاقه‌مندند، اما بیشتر مطالعات پیشین بر روی گیاهان گل‌دار متمرکز بوده‌اند. این تحقیق جدید اما، توجه را به گروهی قدیمی‌تر از گیاهان به نام بریوفیت‌ها جلب کرده است؛ مانند Marchantia polymorpha که نوعی خزه‌ی ساده است.
این گیاهان سهم مهمی در درک مراحل ابتدایی تکامل گیاهان خشکی‌زی دارند و حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش، اجدادی مشترک با دیگر گیاهان زمینی داشته‌اند. بررسی ژنوم Marchantia polymorpha سرنخ‌هایی درباره‌ی چگونگی تطبیق گیاهان با محیط‌های خشکی ارائه می‌دهد.
پژوهشگران در ژنتیک این گیاه خزه‌ای، ردپایی از انتقال ژنی را یافتند که میان یک قارچ و نیاکان مشترک گیاهان زمینی رخ داده است.
این نوع از انتقال، که «انتقال افقی ژن» (Horizontal Gene Transfer) نامیده می‌شود، به معنای تبادل ژنتیکی میان گونه‌های غیرمرتبط است و برخلاف روش‌های معمول وراثت، از والدین به فرزند منتقل نمی‌شود.
انتقال ژن چگونه به گیاهان برای زندگی در خشکی کمک کرد؟
این انتقال ژنتیکی باعث شد گیاهان ابتدایی بتوانند با چالش‌های زندگی در خشکی مقابله کنند. یکی از مزایای کلیدی، توانایی مدیریت تنش آبی بود؛ یعنی گیاهان یاد گرفتند چگونه در شرایط کم‌آبی زنده بمانند.
همچنین، این ژن منتقل‌شده به گیاهان کمک کرد تا با میکروارگانیسم‌های تازه‌ای که در محیط خشکی با آن‌ها مواجه می‌شدند، تعامل مؤثری برقرار کنند و در برابر پاتوژن‌ها (عوامل بیماری‌زا) دفاع داشته باشند.
به گفته‌ی پیر-مارک دولو (Pierre-Marc Delaux)، مدیر پژوهشی در مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS)، این ژن ابزارهای حیاتی را برای گیاهان فراهم کرد تا بتوانند با تنش‌هایی مانند کم‌آبی و حضور میکروارگانیسم‌های ناآشنا در خشکی کنار بیایند. این سازگاری، گامی حیاتی در مسیر تسخیر زمین توسط گیاهان بود.
اهمیت قارچ‌ها در فرگشت گیاهان
هرچند قارچ‌ها برای مدت‌ها به عنوان موجوداتی ساده شناخته می‌شدند، اما اکنون نقش کلیدی آن‌ها در فرگشت (تکامل) گیاهان روشن‌تر شده است. این پژوهش نشان می‌دهد که قارچ‌ها در تطبیق اولیه‌ی گیاهان با خشکی، نقش حیاتی ایفا کرده‌اند؛ آن هم از طریق انتقال ژن که موجب شد گیاهان صفاتی ژنتیکی جدید به دست آورند.
این فرایند به گیاهان کمک کرد تا با مشکلاتی چون کم‌آبی کنار بیایند و بتوانند فشارهای زیستی محیط جدید خشکی را تحمل کنند؛ محیطی که پس از ترک دنیای آب، چالش‌های تازه‌ای برای آن‌ها به همراه داشت.
بریوفیت‌ها (Bryophytes)، که معمولاً در پژوهش‌های فرگشتی نادیده گرفته می‌شوند، حالا به عنوان کلیدی‌ترین گروه برای درک منشأ حیات خشکی‌زی شناخته شده‌اند.
این گیاهان باستانی، اطلاعات بسیار ارزشمندی درباره‌ی سازوکارهایی در اختیار ما می‌گذارند که به کمک آن‌ها، زندگی از آب به خشکی انتقال یافت. به همین دلیل، آن‌ها سوژه‌هایی مهم برای مطالعه‌های علمی هستند.
پیامدهای گسترده برای تنوع زیستی و تغییرات اقلیمی
این کشف تنها درباره‌ی گذشته نیست؛ بلکه پیامدهای گسترده‌ای برای حال و آینده دارد. درک چگونگی سازگاری گیاهان با محیط خود در ۵۰۰ میلیون سال پیش، می‌تواند سرنخ‌هایی برای رویارویی با چالش‌های اقلیمی امروز به ما بدهد.
نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که مطالعه‌ی فرگشت گیاهان، نه‌تنها برای شناخت گذشته، بلکه برای حفظ تنوع زیستی و کمک به سازگاری گیاهان مدرن با تغییرات اقلیمی اهمیت دارد.
پژوهشگران معتقدند سازوکارهایی که گیاهان در گذشته برای مقابله با محیط‌های دشوار به کار گرفتند، ممکن است هنوز هم برای شرایط فعلی قابل استفاده باشند. با بررسی این فرآیندها، دانشمندان امیدوارند راه‌هایی تازه برای افزایش تاب‌آوری گیاهان در برابر تغییرات شدید آب‌وهوایی پیدا کنند.
مطالعه‌ی صورت‌گرفته در دانشگاه تولوز، افق‌های جدیدی در زمینه‌ی زیست‌شناسی فرگشتی گشوده است. یافته‌های این تیم نشان می‌دهد که انتقال ژن میان گونه‌های متفاوت، ممکن است نقشی بسیار بزرگ‌تر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، در روند فرگشت ایفا کرده باشد.
ترجمه مجله علمی کازمولوژی
0 نظرات