Atacama’daki ‘genetik hazine’ gelecekte beslenmenin anahtarı olabilir

Peter Dockrill

Şili’nin Atacama çölünde hayat hiç de kolay değildir: Burası, gezegenin kutup dışındaki en kurak çölü olmasıyla nam salan, sert ve düşmanca bir yerdir. Her şeye rağmen, binlerce yıl öncesine dayanan bir tarım geçmişi olan bu verimsiz ve çorak topraklarda, hayat bir şekilde varlığını korumayı başarıyor.

Bu olanak dışı görünen başarıların ardında yatan mekanizmaları açığa çıkarmak, günümüzde her zamankinden daha mühim bir görev; zira her geçen yıl daha sıcak ve daha kurak bir hale gelen dünyamızda besin yetiştirmenin sırlarını ortaya çıkarabilir.

EVRİMİN KAZANDIRDIĞI BÜYÜK AVANTAJLAR

Bilim insanları, yeni sonuçlanan bir araştırmada, Atacama çölünün kurak ve aşırı koşullarında dahi bitkisel yaşamın gelişmesine imkân tanıyan bir grup adaptasyonun genetik temellerini açığa çıkararak, bu gizemli numaralardan bir kısmını tespit ettiler. New York Üniversitesi’nden bitki sistemleri biyoloğu olan Gloria Coruzzi, “Hızlanmış bir iklim değişikliği çağında, kurak ve besin açısından zayıf koşullar söz konusuyken,  tarımsal mahsullerin üretimini ve dayanıklılığını artırmak için bu genetik temelleri ortaya çıkarmak büyük bir önem taşıyor” diyor.

Coruzzi ve uluslararası bir araştırma ekibi, on yılı aşkın bir zaman boyunca hem araştırma bölgesinde hem de saha dışındaki çöl arazisindeki 22 alanda bulunan Atacama bitki yaşamını inceleyerek, bitki ve toprak örneklerini genomik inceleme için bitkileri korumak amacıyla sıvı azot içinde dondurulmuş bir halde dikkatlice laboratuvara taşıdı.

Toplamda, çölde yaşayan en baskın karakterli bitkilerin 32 tanesinin transkriptomları* dizilendi ve ardından bunlar başka yerlerden gelen ve hiçbiri Atacama’nın yaşam koşullarıyla genetik uyum içermeyen 32 yakın ilişkili türle karşılaştırıldı. Coruzzi, “Amacımız, Atacama’daki bitkilerin çöl koşullarına adaptasyonunun evrimini destekleyen ve genler içinde kodlanmış haldeki amino asit dizilerinde bulunan farklılıkları tespit etmek amacıyla genom dizilerine dayanan bu evrim ağacını kullanmaktı” diyor.

200'DEN FAZLA DEĞİŞMİŞ GEN KEŞFEDİLDİ

‘Filogenomik’ adı verilen bir olgunun örneği olan karşılaştırma tekniği, bunların Atacama çölünde çeşitli avantajlar sağlayabilecek mutasyonlarla bağıntılı olduklarını düşündüren, pozitif olarak seçilmiş 265 geni açığa çıkardı. Daha ileri analizler gerçekleştiren araştırmacılar, bu genlerden 59 tanesinin bitki biyolojisi alanında en fazla araştırılan model organizmalardan biri olan Arabidopsis’te de görüldüğünü ve aşırı çevresel koşullarda bitki dayanıklılığını artırabilecek fizyolojik ve moleküler süreçlerle bağlantılı olduklarını keşfettiler.

Farklı biçimde söylersek, Atacama çölünde yaşayan bitkilerde pozitif olarak seçilen bu genlerin, Arabidopsis’in yüksek radyasyon düzeyi ve sıcaklık stresine dayanmasına, çiçek gelişimine ve çiçeklenme süresini düzenlemeye, patojenlere karşı savunmaya, ayrıca su ve besin alımına yardım ettiği önceden de bilinmekteydi.

Anlaşıldığı kadarıyla, bu, Dünya’daki [yaşam açısından] en elverişsiz ortamlarından birinde bir bitki olarak nasıl hayatta kalınacağına ilişkin neredeyse evrimsel bir araç takımı gibi görünüyor ve iyi haber şu; aynı genetik özellik kısmen gıda ürünü türlerinde de mevcut olabilir; bu ise, Dünya git gide ısınırken hangi bitkileri ekeceğimiz ve ayrıca onları en doğru biçimde nasıl yetiştireceğimiz, besleyeceğimiz ve geleceğe hazır hale getireceğimiz hususunda daha isabetli bir fikre ulaşabileceğimiz anlamına geliyor.

GELECEĞİMİZİ GÜVENCE ALTINA ALABİLİR

Şili Papalık Katolik Üniversitesi’nden kıdemli yazar ve bitki sistemleri biyoloğu Rodrigo Gutiérrez, “Bu araştırma, dünya genelinde kuraklık ve aşırı sıcaklıklar ile sudaki ve topraktaki tuz gibi faktörlerin küresel gıda üretimi bağlamında büyük bir tehdide dönüştüğü, git gide kuraklaşan bölgelerle doğrudan ilişkili” diyor: “Atacama’da yaşayan kimi bitkiler, tahıllar, baklagiller ve patatesler de dahil olmak üzere, temel tarımsal ürünlerle yakından bağlantılı olduğu için, keşfettiğimiz aday genler, gezegenimizde gün geçtikçe artan çölleşme hesaba katıldığında bir zorunluluk haline gelen daha dayanıklı ürünlerin üretilmesi bağlamında genetik bir ‘altın madenini’ temsil ediyor.”

*Tüm mesajcı RNA’ların [mRNA] biriktiği belirli hücre. [ç.n.]

Bulgular PNAS’ın [Birleşik Devletler Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri] sayfasında çevrimiçi olarak yayınlandı.

Yazının orijinali Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)