نبات الأمبوريلا ، والقاء المزيد من الضوء على التطور الحيوي
ترجمة واعداد : د.عبدالرحمن أقرع
محاضر في علم وظائف الاعضاء وتاريخ الطب-جامعة النجاح
كشف الترتيب الجديد لجينوم زهرة الامبوريلا الغموض المقيت لداروين ، الا وهو كيف انتشرت الازهار فجأة على الأرض قبل ملايين السنين . ويلقي الترتيب الجديد الضوء على ظواهر هامة من تاريخ الحياة على الارض ، الا وهو كشف مصدر النباتات المزهرة بما فيها الانواع ذات الصلة بالمحاصيل الغذائية .
ففي العشرين من ديسمبر لهذا العام نشرت ورقة علمية عن الترتيب الجينومي للامبوريلا ضمن مشروع يشمل وصفا كاملا للتحليلات الخاصة بالتطبيقات الجينية للنباتات المزهرية ستنشر قريبا في مجلة ساينس ( العلم ) وهي واحدة من ثلاثة ابحاث تتعلق بجينوم زهرة الامبوريلا ستنشر جميعاً في ذات المجلة.
وزهرة الامبوريلا (Amborella trichopoda) هي زهرة كمصدر وحيد لاصول التطور القديمة التي تعود تاريخيا الى الوراء الى السلف الاول للنباتات المزهرة .
والامبوريلا شجرة صغيرة توجد فقط في الجزيرة الرئيسية من جزر (نيو كاليدونيا ) في جنوب الباسيفيك . وقد افضت جهود العلماء من عدة جامعات الى الكشف عن ظواهر تطورية نتج عنها تنوع يزيد عن 300000 نوع من النباتات المزهرة التي نستمتع بوجودها اليوم من خلال فك الشيفرة الجينية للامبوريلا ، وهذه الجامعات هي : جامعة ولاية بنسلفانيا وجامعة بوفالو وجامعة فلوريدا وجامعة جورجيا وجامعة كاليفورنيا.
وقد منح التميز الفريد لنبتة الامبوريلا دوراً خاصاً في دراسة النباتات المزهرة ، ويقول البروفيسور (فيكتور البرت) من جامعة بوفالو : (كما تمكنا من الكشف عن تتابع جينوم الامبوريلا والذي سنتمكن بفضله من معرفة السلف المشترك للنباتات المزهرة ستساعدنا معرفة تتابع جينوم حيوان البالتيبوس ( منقار البطة) الى فهم تطور الثدييات ، ويعتبر البالتيبوس أيضاً من الحيوانات المتبقية من أصل (أرومة) قديم.
حيوان البلاتيبوس
ويقول العلماء الذين تابعوا جينوم الامبوريلا ان ذلك منحهم ادلة نهائية ان سلف النباتات المزهرة بما فيها الامبوريلا قد تطور تبعا لمضاعفة الجينوم مضاعفة قبل 200 مليون عام ، وان بعض الجينات المضاعفة قد تلاشى مع الزمن وظلت جينات اخرى بوظائف جديدة بما فيها المساهمة في نشوء اعضاء زهرية.
ويبدو ان التضاعف الجيني قد وفر تفصيلا لغموض داروين الا وهو الانتشار المباغت لانواع جديدة من النباتات المزهرة في الاحافير العائدة تاريخيا الى العصر الطباشيري ،وكانت اجيالٌ من العلماء قد كدحت لحل هذا اللغز. هذا ما افاد به كلاود دي بامفيليس من جامعة بن.
وتزود التحاليل المقارنة لجينوم الامبوريلا العلماء بمعطيات جديدة لللاصل الجيني لسماتٍ هامة للنباتات المزهرة وذلك لموقعها بالغ الاهمية في تطور السلالات الحيوية والذي يجعل منت جينومها جينوماً مرجعياً يتيح فهماً أفضل للتغيرات الجينومية في النباتات المزهرة التي تطورت عنه لاحقاً بما فيها جينومات نباتات المحاصيل مما سيجعل من ذلك امراً اساسياً لتنمية المحاصيل كذلك.هذا ما افلاده جوغ سولتيس من جامعة فلوريدا.
وكمثالٍ آخر على قيمة جينوم الأمبوريلا تقول جوشوا دير من جامعة ولاية بينسلفانيا : ( لقد قمنا بحساب 14000 جين محدد للبروتيم ( Protein-coding genes ) وجدت في السلف المشترك الأخير للنباتات المزهرة ، والكثير من هذه الجينات هي جينات فريدة للنباتات المزهرة ، والكثير من هذه الجينات معروفة الأهمية لانتاج الأزهار ومركبات أخرى وعمليات حيوية خاصة بالنباتات المزهرة.
وهذا العمل يزودنا للمرة الأولى بمفهومٍ شامل حول حقيقة أن النباتات المزهرة مختلفة جينياً عن جميع النباتات الأخرى الموجودة على الأرض ، وتزودنا بمفاتح للفهم حول كيفية الاختلاف الجيني بين النباتات ذات البذور وتلك عديمة البذور. هذا ما ما صرح به براد بابازوك من جامعة فلوريدا.
ويقول جيم ماك من جامعة جورجيا أن تتابع جينوم الأمبوريلا يسهل اعادة بناء جينات السلف فيما يسمى(core eudicot) وهو عبارة عن مجموعة ضخمة تضم 75% من كاسيات البذور ، وتشمل هذه المجموعة البندورة والتفاح والبقول بالاضافة الى الأشجار الخشبية كالبلوط والحور ، وكدخيلٍ تطوري على هذه المجموعة المتنوعة فان جينوم الأمبوريلا قد أتاح للباحثين أن يقدرو الترتيب الطولي لدى جينوم السلف وأن يستنتجوا التغيرات الخاصة بالأرومة ( أصل) التي حدثت على امتدادج 120 مليون عاماً زمنيا من التطور في ثنائيات الفلقةcore eudicot .
وفي ذات الوقت يبدو أن الأمبوريلا اكتسبت بعض الصفات الجينية غير المألوفة أثناء تفرعها من شجرة الحياة للنباتات المزهرة ، فمثلاً تتابع حمض الـ DNA الذي يستطيع تغيير موقعه ويتضاعف داخل الجينوم فانه قد حظي بالثبات في جينوم الأمبوريلا . وفي الوقت الذي تظهر فيه معظم النباتات دفقات من هذا الـ DNA المتحرك فان الأمبوريلا فريدة في عدم حصولها على تتابعات جديدة متحركة مكتسبة خلال ملايين السنين الماضية.
الجدير بالذكر أن هنالك 18 مجموعة فقط من الأمبوريلا في جزر كاليدونيا.
وكمثالٍ آخر على قيمة جينوم الأمبوريلا تقول جوشوا دير من جامعة ولاية بينسلفانيا : ( لقد قمنا بحساب 14000 جين محدد للبروتيم ( Protein-coding genes ) وجدت في السلف المشترك الأخير للنباتات المزهرة ، والكثير من هذه الجينات هي جينات فريدة للنباتات المزهرة ، والكثير من هذه الجينات معروفة الأهمية لانتاج الأزهار ومركبات أخرى وعمليات حيوية خاصة بالنباتات المزهرة.
وهذا العمل يزودنا للمرة الأولى بمفهومٍ شامل حول حقيقة أن النباتات المزهرة مختلفة جينياً عن جميع النباتات الأخرى الموجودة على الأرض ، وتزودنا بمفاتح للفهم حول كيفية الاختلاف الجيني بين النباتات ذات البذور وتلك عديمة البذور. هذا ما ما صرح به براد بابازوك من جامعة فلوريدا.
ويقول جيم ماك من جامعة جورجيا أن تتابع جينوم الأمبوريلا يسهل اعادة بناء جينات السلف فيما يسمى(core eudicot) وهو عبارة عن مجموعة ضخمة تضم 75% من كاسيات البذور ، وتشمل هذه المجموعة البندورة والتفاح والبقول بالاضافة الى الأشجار الخشبية كالبلوط والحور ، وكدخيلٍ تطوري على هذه المجموعة المتنوعة فان جينوم الأمبوريلا قد أتاح للباحثين أن يقدرو الترتيب الطولي لدى جينوم السلف وأن يستنتجوا التغيرات الخاصة بالأرومة ( أصل) التي حدثت على امتدادج 120 مليون عاماً زمنيا من التطور في ثنائيات الفلقةcore eudicot .
وفي ذات الوقت يبدو أن الأمبوريلا اكتسبت بعض الصفات الجينية غير المألوفة أثناء تفرعها من شجرة الحياة للنباتات المزهرة ، فمثلاً تتابع حمض الـ DNA الذي يستطيع تغيير موقعه ويتضاعف داخل الجينوم فانه قد حظي بالثبات في جينوم الأمبوريلا . وفي الوقت الذي تظهر فيه معظم النباتات دفقات من هذا الـ DNA المتحرك فان الأمبوريلا فريدة في عدم حصولها على تتابعات جديدة متحركة مكتسبة خلال ملايين السنين الماضية.
الجدير بالذكر أن هنالك 18 مجموعة فقط من الأمبوريلا في جزر كاليدونيا.
المرجع S. Chamala, A. S. Chanderbali, J. P. Der, T. Lan, B. Walts, V. A.
Albert, C. W. dePamphilis, J. Leebens-Mack, S. Rounsley, S. C. Schuster,
R. A. Wing, N. Xiao, R. Moore, P. S. Soltis, D. E. Soltis, W. B.
Barbazuk. Assembly and Validation of the Genome of the Nonmodel Basal Angiosperm Amborella. Science, 2013; 342 (6165): 1516 DOI: 10.1126/science.1241130
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق