Bir türün diğerinden nasıl farklılaştığını belirlemek, Charles Darwin’e kadar uzanan bir hayranlık konusudur. Nature Communications‘da yayınlanan yeni araştırma, mısırı eski atalarından teosinte bitkisinden ayrı tutan mekanizmayı aydınlatıyor.
Teosinte Nedir?
Türleşme izolasyon gerektirir. Bazen bu izolasyon, iki popülasyonu bölen ve farklı türler haline gelinceye kadar iç içe geçmelerini engelleyen dağ zincirleri veya adalar gibi coğrafik bölgelerle kolaylaştırılmıştır. Ancak diğer durumlarda, türleri ayıran engeller, başarılı bir şekilde döllenmelerini veya canlı bitkicikler üretmelerini engelleyen fizyolojik faktörlerdir.
Evans, “Bitkilerde, bu genetik izolasyon, bir türün “erkek” poleninin başka bir türün “dişi” pistilini başarıyla tozlayabilmesini önleyen özellikler ile korunabilir” diyor.
Mısır Bitkisinin Evrim Süreci
Yaklaşık 9.000 yıl önce mısır, Meksika’nın Balsas Nehri Vadisindeki teosinte’den modifiye edilerek kültüre alındı. Bazı popülasyonlarda iki bitki birbirini tozlayabilir ve dölleyebilir. Ancak bazı durumlarda ise aynı alandaki bitkiler aynı anda çiçek açmalarına rağmen nadiren melez bitki meydana getirirler.
Tcb1-s adında bir gen kümesinin, bu nadiren hibritleşen mısır ve teosinte popülasyonları arasında uyumsuzluk sağlayan bahsi geçen iç genden biri olduğu bilinmektedir. Diğer ikisinden farklı olarak, neredeyse sadece yabani teosinte bulunur. Yabani teosinte mısır polenini reddetme yeteneğini kodlayan hem erkek hem dişi genleri içerir.
Döllenme açıdan uyumlu bitkilerde, temel olarak bir çimlenme yeteneğinde olan bir polen dişi organın stigması üzerine konar ve orada çimlenerek yumurtalığa doğru uzanan bir çim borusu oluşturur. Fakat mısır poleni, yabani bir teosinte bitkisinin stigması üzerine geldiğinde durum böyle olmaz.
Evans ve meslektaşları – Carnegie’den Yongxian Lu (ilk yazar), Samuel Hokin ve Thomas Hartwig, Wisconsin Madison Üniversitesi’nden Jerry Kermicle ile birlikte Tcb1-dişi geninin hücre duvarlarını değiştirebilen bir protein kodladığını gösterdi. Mısır bitkisinin polen tüplerini daha az elastik hale getirme ve böylece teosinte yumurtalarına ulaşmalarını önleme olasılığı yüksektir. Bu tüpler yumurtalara kadar uzanamadığından, döllenme gerçekleşemez ve melez bitkilerin meydana gelmesi mümkün olmaz.
Dahası, teosinte poleni kendisini dölleyebildiği için, araştırmacılar Tcb1-erkek genlerinin teosinte poleninin, bu polen tüpünün gelişmesini engelleyen bariyerin üstesinden gelmesini sağlayan bir yetenek kodladığını düşünüyor.
Çeviri ve Derleme: Popüler Tarım | Bilim Haberleri
Kaynak: https://phys.org
İleri Okuma: Yongxian Lu et al, A pistil-expressed pectin methylesterase confers cross-incompatibility between strains of Zea mays, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-10259-0