Ana sayfa Bilim Gündemi Çiçek çeşitliliğinin ana kaynağı bir gen ailesi mi?

Çiçek çeşitliliğinin ana kaynağı bir gen ailesi mi?

383

Biliminsanlarının yeni çalışması, çiçek çeşitliliğinin ana nedenini ortaya koyuyor.

Çiçekler birbirlerinden çok farklı görünürler; karmaşık ve farklı yapılarına karşın, onların farklı görünmelerinin görece basit bir nedeni olabilir. Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden Yuzhou Zhang’ın yürütücülüğünü yaptığı ekip, PIN-FORMED (PIN) oksin taşıyıcıları olarak bilinen tek bir gen ailesinin, çoklu bitki organlarının büyümesinde önemli olduğunu ve çiçekli bitkilerin kökeninden büyük ölçüde sorumlu olabileceğini buldu.

Science Advances dergisinde yayınlanan yeni çalışmada, çok çeşitli modern bitkilerin gelişimine katkıda bulunan evrimsel olaylar çok adımlı bir süreç etrafında açıklanmaktadır. Ekip ilk olarak mutant genleri, araştırmalarda yaygın olarak kullanılan bir bitki olan Arabidopsis thaliana’ya aktardı. Ardından yapılan analizler genlerin gövde, sap ve çiçek kümelerinin büyümesini ve bilhassa çiçeklerin oluşumunu düzenlediğini buldular.

Biliminsanları bu durumun nasıl gerçekleştiğini tam olarak anlamak için PIN genli olan ve olmayan bitkilerde, önemli bir bitki hormonu olan oksin miktarını izlediler. PIN proteinlerinin, oksinleri, bitkilerin en iyi şekilde büyümelerine yardımcı olmak için bitkinin kök ucu gibi belirli kısımlarına hareket ettirmesine yardımcı olduğunu buldular.

Arabidopsis bir anjiyospermdir: Yaklaşık 135 milyon yıl önce çiçekli olmayan bitkilerden evrimleşen ve şu anda canlı bitkilerin yaklaşık yüzde 80’ini oluşturan çiçekli bitkilerden biri. Şu zamana kadar, bu bitkilerin nasıl ve neden çiçeklenmeye başladığı tam olarak bilinmiyordu. Bunu anlamak için Zhang ve ekibi, Arabidopsis’in PIN genlerini, halen işlevlerini yerine getirip getirmediklerini görmek için, diğer bitkilere yerleştirdiler. Öncelikle, PIN genlerinin algler hariç neredeyse her bitki grubunda çalıştığını saptadılar. Bu durum söz konusu genlerin, bitkilerin karada yaşamasına aracılık etmek için evrimleşmeye başladığı anlamına gelir. Daha sonra hangi bitkilerin çiçeklenmeyi biçimlendirmek için PIN genlerini kullandığını ortaya çıkardılar. Bu genler, suyu köklerinden yapraklarına taşımak için bir ksileme sahip damarlı bitkilerde çalıştı. Damarlı bitkiler, çiçek ve kozalak yetiştiren bitkileri içerir.

Araştırmacılar, PIN’lerin sadece kapalı tohumlularda, taçyapraklıların ve polen üreten organların şeklini ve sayısını kontrol etmek için çalıştığını buldular. Böylelikle PIN genlerinin üç önemli işlevine dikkat çekilmiş oldu: İlk olarak kara bitkilerininin kök yetiştirmesine yardımcı olmak için evrimleştiler. İkinci olarak, vasküler bitkilerde çiçekler ve tohumlar ayarlamasını etkilemek için bir işlev geliştirdiler. Son olarak ise çiçeklerin şeklini değiştirmek için işlevlendiler. Bu durum PIN genlerinin, bu kadar çok sayıda farklı kök, gövde, taç yaprak ve çiçek düzenlerini görmemizin asıl nedeni olabileceği anlamına gelir.

PIN moleküler özelliklerinin geniş çaplı çeşitliliği ve modelleri, PIN gen ailesininin çiçekli bitkilerde çeşitli gelişimsel roller elde etmesine olanak sağlamış olabilir. Ancak araştırmacılar, bu gen ailesinin evrimsel geçmişini tam anlamıyla belirlemek için daha fazla genomik ve biyoinformatik veriye ihtiyaç olduğunu belirtiyorlar.

Kaynak: https://cosmosmagazine.com/nature/plants/gardeners-may-have-one-gene-to-thank/