Mısırı sever misiniz? Melezlemeyle yaşam mücadelesi yapan mısırın tarihi

Mısırın hikayesi kesinlikle bayat değil. Dayanıklılık ve hayatta kalma hikayesi - hepsi mısırın bencil olması (genetik olarak) yüzünden. Mısır ve çok sayıda çeşidi, birkaç bin yıl boyunca çeşitli iklim türlerine hızla adapte olmuş ve Amerika'da sayısız nesli beslemiştir. Şimdi, bir bilim insanları ekibi bencil kalıtım adı verilen genetik bir sürecin bu hızlı evrimden sorumlu olabileceğine inanıyor. Bulgular, 7 Ağustos'ta Nature dergisinde yayınlanan bir çalışmada açıklanıyor ve tarımın ötesinde uygulamaları olabilir.

Mısır labirenti

Yaklaşık 9.000 yıl önce , mısır ilk olarak Meksika ovalarındaki yerli halklar tarafından evcilleştirildi. Yaklaşık 5.000 yıl sonra, mısır Meksika yaylalarından teosinte mexicana adı verilen farklı bir türle çaprazlandı . Bu karışım soğuk adaptasyonuyla sonuçlandı ve ürün hızla kıtaya yayıldı. Bilim insanları, tüm bunları bu kadar hızlı nasıl başardığından hâlâ tam olarak emin değiller.

[İlgili: Mısırı bir meyve, bir tahıl ve ayrıca (bir tür) bir sebze yapan tuhaf botanik .]

“Medeniyetler mısır gibi temel mahsul bitkilerinin evcilleştirilmesine bağlıdır ve insanlar gibi, mahsuller de sıklıkla birden fazla evrim turundan geçer. Örneğin, modern insanlar Avrupa'da Neandertallerle ve Asya'da Denisovalılarla melezleşti,” çalışmanın ortak yazarı ve Cold Spring Harbor Laboratuvarı (CSHL) genetikçisi Rob Martienssen Popular Science'a şunları söylüyor . “Modern mısır, teosinte mexicana ile sadece 4.000 yıl önce melezleşti ve çok kısa bir sürede birden fazla yararlı gen kazandı.”

Martienssen, küçük RNA'ların genleri susturduğu ve genlerin nasıl ifade edildiğini manipüle edebildiği süreç olan RNA interferansını inceliyor . Wisconsin Üniversitesi genetikçisi Jerry Kermicle, Martienssen'e ilginç bir gözlemle ulaştı. Yarı steril teosinte melezlerini geleneksel mısırla çaprazlarken, yavrularının alışılmadık şekilde davrandığını fark etti. Normal bir kalıtımla, yavrular sonunda tamamen steril veya doğurgan hale gelmeliydi. Bunun yerine, Kermicle melezleri mısırla çaprazladığında, ortaya çıkan yavruların hepsi yarı sterildi. Cevap biraz bencil olabilir. 

Bencil miras

Daha önce bilim insanları bencil genetik sistemlerin (veya gen sürücülerinin ) doğada oldukça nadir olduğunu düşünüyorlardı. 

Martienssen, "Mısırda bir tane bulmak, bunun [gen sürücülerinin] mısırın gizemli kökeninde önemli bir rol oynamış olabileceğini düşündürüyor" diyor.

Yeni çalışmada Martienssen ve CSHL lisansüstü öğrencisi Ben Berube, yarı kısır yavruların yüzlerce polen tanesinin genomlarını diziledi. Teosinte genomundan aynı parçaların her birinde mevcut olduğunu buldular - biri kromozom 5'te ve biri kromozom 6'da. Bunlar her zaman kalıtsaldı, bu nedenle bu sonuçtan sorumlu genler bu kromozomların bir yerlerinde olmalı. 

5. kromozoma daha yakından baktılar ve Dicer benzeri 2 adı verilen bir gen buldular . Bu gen, yarı steril melezlerde her zaman bulunan, ancak geleneksel mısırda bulunmayan bir grup küçük RNA üretir. Bu verilerle ekip, Teosinte Polen Sürücüsü adını verdikleri "bencil" bir genetik sistemi tespit edebildi . Açgözlü sistem, bu gen sürücüsünden yoksun olan rekabet eden polen tanelerini ortadan kaldırır . Mısır-teosinte melezleri daha sonra belirli özellikleri dişilerden daha sık erkekler aracılığıyla geçirir. 

Martienssen, "En şaşırtıcı bulgu, modern mısırın, yabani otlardan tropikal mısır ve patlamış mısırlara ve modern mısıra kadar izlenebilen polendeki tek bir genin mutasyonu yoluyla bencil kalıtıma karşı 'bağışık' hale gelmesiydi" diyor. "Bu, bencil genetik sistemin uzun bir süre boyunca aktif olduğunu gösteriyor."

'Mısırın Neandertali'

Bulgular tarım endüstrisi üzerinde daha geniş etkilere sahip olabilir, ancak aynı zamanda tüm canlılardaki evcilleştirme süreci hakkında daha fazla şey ortaya koyabilir. Eğer teosinte mexicana, Martinssen'in melezleşme yeteneği nedeniyle "mısırın Neandertali" olarak adlandırdığı şeyse , mısırın Amerika kıtasında nasıl gelişebildiğini açıklayabilecek bu bencil gen sürücüsünde eksik bir halka bulmuş olabiliriz. Ayrıca bazı küçük RNA'ların bitki ve hayvan sperm hücrelerinde (insanlar dahil) neden bu kadar yaygın olduğunu da açıklayabilir. 

[İlgili: Mumyalanmış dışkı, çeşitli antik Karayip diyetini ortaya koyuyor .]

"Bitki biyolojisindeki temel keşiflerin tarımın çok ötesinde etkileri olabilir. Mısır poleninde tanımladığımız küçük RNA'lar güçlü kalıtım ve evrim ajanlarıdır ve benzer küçük RNA'lar bizimki de dahil olmak üzere hayvanların sperm hücrelerinde bulunur," diyor Martienssen. "Hayvan evcilleştirmede ve hatta belki de insan evriminde benzer roller oynamış olmaları mümkün."