İki Farklı Tip Çiçeği Olan Bitkinin Genetiği Çözüldü
Çuha çiçeği bitkisinin çiçekleri, dikkatsiz bir göz için farksız görünebilir. Ancak biraz yaklaşıp, taç yaprakların ortasındaki üreme organlarının bulunduğu bölüme bakarsanız, çiçeklerin iki farklı tipte olduklarını görebilirsiniz. Darwin, iki farklı çiçek türüne (erkek ve dişi üreme organlarının farklı uzunluklarda ve dolayısıyla çiçeğin farklı noktalarında olduğu iki tip çiçeğe) sahip olan bu gibi bazı bitki türlerinin bu şekilde evrilme nedeninin, tozlaşmayı gerçekleştiren böcekler tarafından karşılıklı döllenmeyi arttırmak olduğu hipotezini öne sürmüştü. Darwin’in “iğneli (dişi organ yukarıda)” ve “püsküllü (polenler yukarıda)” olarak iki türü bilinen çuha çiçeğinin önemi hakkındaki çığır açan anlayışı, ‘heterostil‘ terimini yaratmış ve daha sonraki çalışmaları modern genetik kuramın kurulmasına katkıda bulunmuştur.
Çiçek tüpünün dibinde bulunan nektarı arayan böcekler çiçeğe gelirler. Nektar dipte olduğundan sadece uzun hortumlular erişebilir. Eğer Brimstone kelebeği (Lat. Gonepteryx rhamni) benzeri bir böcek iğneli tipteki çuha çiçeğine konarsa, çiçek tüpünün ortasındaki erkek organdaki polenler hortumunun ortasına yapışır. Daha sonra püsküllü tipteki bir çuha çiçeğine konarsa, polenler tam dişi organa denk gelecek konumda olurlar; yani tüpün ortasında! Bunun tam tersi de doğrudur. Kelebek önce püsküllü tip çiçeği ziyaret ederse, polen hortumunun üst kısmına yapışır. Ardından iğneli tip çuha çiçeğine gittiğinde, bu kez dişi organ yukarıda olacak ve polenlere denk gelecektir.
Sonunda bilimciler, Charles Darwin tarafından 150 yıldan uzun süre önce önemi fark edilmiş olan çuha çiçeğinin (Lat. Primula vulgaris) üreme özelliklerinden sorumlu gen kümesini saptadılar. Yakın zamanda konu hakkında yapılan bir çalışma sonucunda, İngiltere’deki East Anglia Üniversitesi’nde (UEA) bulunan John Innes Merkezi’nde çalışan bir ekip, böyle türlerin genetik kodunun hangi bölümünün, onları 51 milyon yıldan fazla süre önce meydana gelen bir olay sonucunda bu şekle getirdiğini belirledi. UEA Biyolojik Bilimler Okulu’ndan Prof.Philip Gilmartin şöyle diyor: “Darwin tarafından fark edilen biyolojiyi kontrol eden genleri tanımlamak heyecan verici bir andı. Bu görüngünün genetik temelini araştırmak için son yıllarda birçok çalışma yapılmıştı. Şimdi ise biz doğrudan sorumlu olan süpergenin tam yerini saptadık: S loküsü.”
Tozlaşmayı Anlamak Çok Önemli
Süpergenler, daima bir bütün olarak birlikte kalıtılan ve kompleks biyolojinin kontrol edilmesini sağlayan, birbirleri ile yakından ilişkili genlerin oluşturduğu kümelerdir. Bitki genlerini haritalamak ve farklı çiçek biçimlerinin ortaya çıkışından sorumlu olan belli gen kümelerini bulmak için Primula genomunu dizilemek isteyen araştırmacılar Earlham Enstitüsü ile birlikte çalıştılar.
Prof. Gilmartin şunları ekliyor: “Süpergeni belirlemenin yanısıra, çiçeklerin sadece bir tanesine (püsküllüye) özgü olduğunu keşfettik. Bunu anlayabilmiş olmamız, çiçekli bitkilerin evrimsel yenilenmesinde çok önemli noktaları da anlayabilmemizi sağlayabilir. Bir bitki türünün çiçek gelişiminin ve üremesinin temelinde yatan genetiği anlamak, biyoçeşitliliğin ve gıda güvenliğinin temelinde yatan tozlaşma sisteminin bütünü hakkındaki bilgimizi genişletir. İklim değişikliği ve bunun bitkiler, ekinler ve tozlaştırıcı böcekler üzerindeki etkisi gibi güçlükler düşünüldüğünde, tozlaşma mekanizmalarını ve türlerin nasıl tepki vereceklerini anlayabilmek daha da önem kazanır.”
Araştırmacılar, heterostili kontrol eden genleri ararken, orijinal mutasyonun tarihinin de 51,7 milyon yıl önce olduğunu bulmayı başardılar. S loküsünü bulduktan sonra, Primula çiçeğinde taçyaprakları kontrol etmekten sorumlu olan ve 6 yıl önce belirlenen bir diğer genin yakın akrabası olduğunu fark ettiler. Bir noktada bu gen ikilenmişti, kendisini S loküsüne yerleştirmişti ve çiçeğin erkek organının konumunu kontrol edecek biçimde değişim geçirmişti. Bu ikilenen genin bulunması, ekibin mutasyonun ilk kez ne kadar zaman önce gerçekleştiğini anlamasını sağladı.
Kaynak:bilimfili
Kaynaklar:
East Anglia Üniversitesi, “Biologists unlock 51.7-million-year-old genetic secret to landmark Darwin theory“
Countrysideinfo.co.uk, “Discover Plants and Animals Special to Devon!“
İlgili Makale: Jinhong Li et al. Genetic architecture and evolution of the S locus supergene in Primula vulgaris, Nature Plants (2016). DOI: 10.1038/nplants.2016.188
