راز درخت شگفت‌انگیز ۶۶ میلیون ساله در نهایت آشكار شد

تبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتكاج وولمیا كه تصور می‌شد دو میلیون سال پیش منقرض شده است، سال ۱۹۹۴ دوباره كشف شد. اكنون دانشمندان با رمزگشایی از ژنوم گیاه به راز بقای آن پی برده‌اند.تبلیغاتدر سال ۱۹۹۴ گروهی از گردشگران پارك ملی وولمی در ۱۰۰ كیلومتری غرب سیدنی، استرالیا، گروهی از درختان عجیب و غریب را كشف كردند كه در دره رشد كرده بودند .

یكی از گردشگران به راهنمای طبیعت‌شناسی پارك اطلاع داد و سپس نمونه‌ی برگ این درختان به متخصص گیاه‌شناسی نشان داده شد. در نهایت مشخص شد كه این درختان متعلق به گونه‌ای باستانی هستند كه از دوران زندگی دایناسورها در زمین هیچ تغییری نكرده‌اند .

درخت كاج وولمیا (Wollemia nobilis) كه برخی آن را «فسیل زنده» می‌دانند، تقریباً مشابه باقی آثار كشف شده از دوره‌ی كرتاسه (۱۴۵ تا ۶۶ میلیون سال پیش) است. اكنون فقط ۶۰ نمونه از این درخت در طبیعت وجود دارد و زندگی این بازماندگان سرسخت به شدت در معرض خطر آتش‌سوزی‌های جنگلی منطقه است .

تصور می‌شد كه این گونه حدود دو میلیون سال پیش منقرض شده باشد؛ البته تا زمانی كه دوباره در طبیعت دیده شد.اكنون دانشمندانی از استرالیا، ایالات متحده و ایتالیا، با هدف روشن‌سازی مسیر تكامل منحصربه‌فرد، قابلیت تكثیر، و تلاش برای حفاظت از گونه، ژنوم كاج وولمیا را رمزگشایی كرده‌اند .

نتایج مطالعه ۲۴ اوت به صورت نسخه‌ی پیش‌انتشار منتشر شد و هنوز مورد داوری همتا قرار نگرفته است.كاج وولمیا دارای ۲۶ كروموزوم و ۱۲٫۲ میلیارد جفت‌باز است. در مقایسه، انسان فقط حدود سه میلیارد جفت‌باز دارد. با وجود اندازه‌ی ژنوم‌ها، تنوع ژنتیكی كاج‌های وولمیا بسیار كم است .

این مسئله وجود یك تنگنا یا كاهش چشمگیر جمعیت گونه را در حدود ۱۰ هزار تا ۲۶ هزار سال پیش نشان می‌دهد.گیاهان درواقع مواد ژنتیكی چندانی را مبادله نمی‌كنند و به نظر می‌رسد كه درختان باقیمانده عمدتاً به‌وسیله‌ی تولیدمثل خود از طریق شاخه‌زاد كردن تكثیر می‌شوند؛ بدین معنی كه ریشه‌جوش‌ها (جوانه‌هایی بر روی ریشه‌های سالم درخت) از تنه بیرون می‌آیند و به درختان جدیدی تبدیل می‌شوند .

نادر بودن كاج وولمیا ممكن است تا حدودی ناشی از تعداد بالای «ژن‌های پرشی» یا بخش‌هایی از دی‌ان‌ای باشد كه می‌توانند در جهت‌های مختلفی از ژنوم جابه‌جا شوند و موقعیت خودشان را در آن تغییر دهند. همچنین این عنصر ژنتیكی اندازه‌ی ژنوم را توجیه می‌كند .

وقتی ژن‌های پرشی به مكان‌های جدید جابه‌جا می‌شوند، توالی «حروف» را در دی‌ان‌ای تغییر می‌دهند و در نتیجه باعث ایجاد یا معكوس‌شدن جهش‌ها در ژن می‌شوند. حتی ممكن است دی‌ان‌ای عملكردی را با خود حمل كنند یا دی‌ان‌ای را در محل ورود یك توالی جدید تغییر دهند و بنابراین، تأثیر قابل‌توجهی بر روند تكامل یك موجود زنده داشته باشند .

به گفته‌ی محققان، ژن‌های پرشی با القای جهش‌های خطرناك ممكن است كاهش جمعیت ناشی از تغییرات اقلیمی و عوامل دیگر را سرعت بخشیده باشند. ممكن است این شرایط استرس‌زا گیاه را به سمت تولیدمثل غیرجنسی سوق داده باشد .

افزایش ژن‌های پرشی با تولیدمثل جنسی مرتبط است، بنابراین تغییر در تولیدمثل غیرجنسی باعث كاهش جهش‌های مخرب آن‌ها می‌شود.از سوی دیگر، در حالی كه درختان هنوز به تولیدمثل جنسی متكی بودند، ممكن است ژن‌های پرشی تنوع ژنتیكی را افزایش داده باشند و بنابراین، حداقل به طور موقت گونه را در برابر شرایط متغیر انعطاف‌پذیرتر كرده باشند .

همچنین رمزگشایی ژنوم نشان داد كه چرا كاج وولمیا آسیب‌پذیر و مستعد بیمار شدن (به ویژه پوسیدگی ریشه، كپك بیماری‌زا در آب كه باعث مرگش می‌شود) است. ژن‌های مقاوم به بیماری در درخت توسط نوعی از آر‌ان‌ای (اسید ریبونوكلئیك) خود درخت كه وابسته به رشد برگ‌های پهن‌تر است، سركوب می‌شود .

برخلاف بیشتر مخروطیان، كاج وولمیا برگ‌های سوزنی پهنی دارد.بنابراین، ممكن است تكامل برگ‌های پهن‌تر منجر به سركوب مقاومت در برابر بیماری‌‌ها شود و گونه‌ را در معرض تهدید عوامل بیماری‌زا قرار داده باشد؛ حتی ممكن است به‌طور ناخواسته توسط گردشگرانی كه به‌طور غیرمجاز از منطقه‌ی حفاظت‌شده بازدید كرده‌اند، گسترش یافته باشد .

پوسیدگی ریشه در گیاهان زراعی بسیار رایج است.درحالی‌كه فقط چهار جمعیت كوچك از كاج وولمیا در طبیعت وجود دارد، این درختان به‌طور گسترده توسط باغ‌های گیاه‌شناسی و سایر موسساتی كه درتلاش برای حفظ آن‌ها و مطالعه‌ی زیست‌شناسی منحصربه‌فردشان هستند، تكثیر شده‌اند .

اتحادیه‌ی بین‌المللی حفاظت از طبیعت این گونه را در فهرست سرخ با عنوان «به شدت در معرض خطر انقراض» دسته‌بندی كرده است. بنابراین، بررسی ژنوم كاج وولمیا صرفاً از سر كنجكاوی مطالعاتی نیست؛ بلكه پیامدهای مهمی برای بقای گونه دارد .