Κάποια στιγμή στην εξελικτική ιστορία, πιθανότατα πριν από περίπου 400 εκατομμύρια χρόνια, τα έμβια όντα άρχισαν να αναπαράγονται σεξουαλικά.
Αυτή η εξελικτική, αλλά και αισθησιακή, εξέλιξη έφερε πολλαπλά οφέλη, καθώς επέτρεψε τη μεγαλύτερη ανταλλαγή γονιδίων, βοηθώντας έτσι να απομακρύνονται επιβλαβείς μεταλλάξεις και να ενισχύεται η γενική ανθεκτικότητα.
Τα δέντρα αβοκάντο φαίνεται επίσης να «προτιμούν» τη σεξουαλική αναπαραγωγή, αλλά αντιμετωπίζουν ένα πρόβλημα: κάθε δέντρο έχει άνθη με τόσο θηλυκά όσο και αρσενικά αναπαραγωγικά όργανα, οπότε πρέπει με κάποιον τρόπο να αποφεύγουν την αυτοεπικονίαση για να αποκομίζουν αυτά τα εξελικτικά οφέλη.
Το κάνουν μέσω ενός έξυπνου εξελικτικού μηχανισμού που ονομάζεται χρονική διχογαμία, όπου τα άνθη της αβοκαντιάς —και πολλών ακόμη αγγειοσπέρμων— «αλλάζουν φύλο» λειτουργικά μέσα στην ίδια ημέρα.
Ωστόσο, η γενετική βάση αυτού του μηχανισμού γοητεύει και ταυτόχρονα προβληματίζει βοτανολόγους και καλλιεργητές εδώ και περισσότερο από έναν αιώνα.
Σε νέα μελέτη, μια ομάδα οικολογών και γεωπόνων συνδύασε παρατηρήσεις πεδίου με γενετικές αναλύσεις και έλυσε τελικά το αίνιγμα της «σεξουαλικότητας» του αβοκάντο, εντοπίζοντας τις γονιδιακές παραλλαγές που καθορίζουν τη διχογαμία του.
«Η μελέτη μας δίνει μια γενετική εξήγηση για ένα μυστήριο εκατό ετών σχετικά με την επικονίαση του αβοκάντο», λέει ο Jeffrey Groh, εξελικτικός γενετιστής που εργάζεται πλέον στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Berkeley.
Σε κάθε δεδομένη στιγμή, ένα δέντρο αβοκάντο μπορεί να λειτουργεί ως θηλυκό ή ως αρσενικό, με τα άνθη του είτε να δέχονται είτε να απελευθερώνουν γύρη, αντίστοιχα.
Τα δέντρα αυτά ακολουθούν και συμπληρωματικά σεξουαλικά «ωράρια».
Τα αβοκάντο «A-type» ανοίγουν τα θηλυκά άνθη τους το πρωί και τα αρσενικά το απόγευμα, ενώ μια περίπου ισάριθμη πληθυσμιακά ομάδα αβοκάντο «B-type» κάνει το αντίθετο, αποφεύγοντας έτσι τον κίνδυνο της αυτοεπικονίασης.
«Τα άνθη δεν είναι απλώς στατικές διακοσμήσεις· είναι ιδιαίτερα εξελιγμένες και δυναμικές δομές. Αυτό το βλέπουμε στον παλλόμενο ρυθμό με τον οποίο ανοίγουν και κλείνουν τα άνθη του αβοκάντο μέσα στην ημέρα», λέει ο Groh.
«Με τη δύναμη της γενετικής μπορούμε να ανιχνεύσουμε ίχνη αυτού του ρυθμού πολύ βαθιά στο αρχαίο παρελθόν».
Για να προσεγγίσουν το «γενετικό προφίλ» του αβοκάντο, οι ερευνητές χαρτογράφησαν τα γονιδιώματα εκατοντάδων δέντρων αβοκάντο σε διαφορετικό βαθμό λεπτομέρειας, συμπεριλαμβανομένης της δραστηριότητας γονιδίων σε συγκεκριμένες ώρες της ημέρας.
Πραγματοποίησαν επίσης μια «παρακολούθηση φύλου» στα αβοκάντο, περνώντας μέρες και νύχτες καταγράφοντας ώρα με την ώρα το άνοιγμα και το κλείσιμο χιλιάδων ανθέων, τα οποία αντιδρούν σε μικρές μεταβολές της θερμοκρασίας και του φωτός.
Οι ερευνητές εντόπισαν ενδείξεις ότι η δραστηριότητα ενός μόνο γονιδίου, με την ονομασία SDMYB, ταλαντώνεται σαν ρολόι και καθορίζει τη συμπεριφορά άνθισης τύπου A ή B.
Το γονίδιο SDMYB εμφανίζεται σε δύο παραλλαγές, γνωστές ως αλληλόμορφα. Τα δέντρα τύπου A φέρουν ένα από κάθε παραλλαγή γονιδίου, ενώ τα δέντρα τύπου B έχουν δύο αντίγραφα της υπολειπόμενης εκδοχής, προσφέροντας μια αποκάλυψη που υπόσχεται να ενισχύσει σημαντικά την έρευνα γύρω από το αβοκάντο.
«Αυτοί οι γενετικοί δείκτες θα επιταχύνουν σημαντικά τη βελτίωση και την έρευνα για το αβοκάντο», εξηγεί ο Graham Coop, εξελικτικός γενετιστής και καθηγητής εξέλιξης και οικολογίας στο UC Davis, καθώς και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
«Αυτό αποτελούσε μεγάλο εμπόδιο για τους βελτιωτές του αβοκάντο. Παλαιότερα δεν μπορούσες να ξέρεις αν ένα φυτό είναι τύπου A ή τύπου B μέχρι να ανθίσει, και τα φυτά αβοκάντο μπορεί να χρειαστούν έως και 10 ή 15 χρόνια για να ανθίσουν εξαρχής».
Η αποκάλυψη αυτών των γενετικών «χαρτών», που φαίνεται να εμφανίστηκαν πριν από περισσότερα από 42 εκατομμύρια χρόνια, μπορεί να αποδώσει άμεσα οφέλη.
«Αυτό είναι κάτι που μπορούμε να αρχίσουμε να χρησιμοποιούμε αμέσως», λέει ο Marllon Soares dos Santos, γεωπόνος στο UC Riverside και ένας από τους συντάκτες της μελέτης.
Για παράδειγμα, οι καλλιεργητές αβοκάντο στην Καλιφόρνια μπορούν να διαθέτουν το 10% ενός οπωρώνα σε δέντρα επικονιαστές τύπου B, ώστε να βοηθούν τα γειτονικά δέντρα τύπου A να παράγουν περισσότερους καρπούς.
Ωστόσο, ο καρπός των δέντρων τύπου B δεν είναι εμπορικά επιθυμητός, σε αντίθεση με το αγαπημένο παγκοσμίως Hass, το αβοκάντο που κυριαρχεί στα σούπερ μάρκετ και ανήκει στον τύπο A.
«Αντί να φυτεύουμε εκατοντάδες σπορόφυτα και να περιμένουμε χρόνια για να δούμε σε ποιον τύπο άνθισης θα καταλήξουν», εξηγεί ο Soares dos Santos, «μπορούμε να πάρουμε αυτές τις αποφάσεις από την αρχή. Αυτό κάνει τη βελτίωση πολύ πιο αποτελεσματική».
Άρα, με δεδομένη την ευρηματική καλλιέργεια άλλων δημοφιλών φυτών, όπως τα σταφύλια, θα μπορούσαμε να δούμε σύντομα γουακαμόλε με γεύση από ζαχαρωτό;
Δυστυχώς, οι εφαρμογές της γονιδιακής επεξεργασίας ενδέχεται να παραμείνουν μακριά για πολλά χρόνια ακόμα. Όμως οι γενετικοί δείκτες που ανέδειξε αυτή η εργασία θα επιτρέψουν στους βελτιωτές να επιλέγουν τα φυτά που θέλουν χωρίς να περιμένουν να ανθίσουν, εξοικονομώντας χρόνο, εργασία και χώρο στους οπωρώνες.
«Οι άνθρωποι αναρωτιούνται γι’ αυτό το χαρακτηριστικό από τότε που ξεκίνησε η βελτίωση του αβοκάντο στην Καλιφόρνια», καταλήγει ο Eric Focht, ερευνητής στη βοτανική και τις φυτικές επιστήμες στο UCR και ένας από τους συντάκτες της μελέτης.
«Τώρα επιτέλους καταλαβαίνουμε τη γενετική που βρίσκεται πίσω από αυτό και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να χτίσουμε τη νέα γενιά αβοκάντο».
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στα Proceedings of the National Academy of Sciences.
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
