Science »
Zakwitły rośliny sprzed 30 tysięcy lat Author of this text: Ed Yong
Translation: Andrzej Szwatoński
Normalnie owoce po pewnym czasie mają w zwyczaju zamieniać się w zgniłą, ohydną maź. Na tym tle owoce zamrożone w wiecznej zmarzlinie
Syberii wypadają znacznie lepiej. Po ponad 30 tysiącach lat, dzięki
troskliwym zabiegom rosyjskich naukowców, kilka pradawnych okazów zdołało wytworzyć
delikatne białe kwiaty.
Przywrócone
do życia rośliny, odradzające się z rosyjskich lodów niczym syberyjski
feniks, są w stanie samodzielnie przetrwać. Wytwarzają własne nasiona i, po
30 tys. lat przerwy, mogą nadal przedłużać trwanie własnego gatunku.
Rośliny
swoje cudowne zmartwychwstanie zawdzięczają zespołowi naukowców pod
kierunkiem Dawida
Giliczinskiego oraz pomysłowości wiewiórki. Cofnijmy się do górnego
plejstocenu: wiewiórka zakopuje owoc tuż przy brzegu Kołymy. Rzeka zamarza.
Tysiąclecia
mijają, spiżarnia wiewiórki ulega fosylizacji i zostaje przykryta kolejnymi
warstwami lodu. Rośliny wewnątrz utrzymywane są w temperaturze -7 stopni
Celsjusza, otoczone przez wiecznie zamarzniętą glebę oraz zamieniające się w skamieliny kości mamutów i nosorożców włochatych. Nigdy nie rozmarzają.
Nic nie zakłóca ich spoczynku. Do momentu odnalezienia i rozmrożenia przez
naukowców, leżą na głębokości 38 metrów i są zamrożone przez około 31
800 lat.
Nie
pierwszy raz wyhodowano rośliny z pradawnych nasion. W 2008 roku izraelscy
naukowcy wskrzesili daktylowca (ang. Phoenix
palm) z nasion, które zostały zakopane w pierwszym stuleciu naszej ery.
Ale one miały zaledwie 2 tys. lat. Natomiast nasiona nowego rosyjskiego kwiatu — Silene stenophylla — są starsze o cały rząd wielkości. Przebijają wszystkich
dotychczasowych rekordzistów.
Swietłana
Jaszina z Rosyjskiej Akademii Nauk wyhodowała rośliny z niedojrzałych owoców
wydobytych z kryjówki w ziemi. Wyekstrahowała ich łożyska — łożysko to miejsce, w którym zalążki przymocowują się do słupka — i zanurzyła je w roztworze cukrów, witamin oraz czynników wzrostu. Tak
spreparowana tkanka zaczęła się ukorzeniać i wzrastać.
Jaszina
zasadziła rośliny w doniczce; po dwóch latach zakwitły. Zapłodniła krzyżowo
dwa pradawne kwiaty, które w ciągu kilku miesięcy wydały własne nasiona i owoce, zdolne do samodzielnego przetrwania. Rośliny, które zakwitły po tysiącleciach
spędzonych w stanie zamrożenia, dały początek nowej generacji.
S.
stenophylla występuje także obecnie, ale Jaszina odkryła,
że jej pradawne rośliny różnią się nieznacznie od współczesnych, nawet
tych, których próbki zostały pobrane z tego samego obszaru, z którego
pochodzą znaleziska naukowców. Protoplaści wolniej zapuszczają korzenie,
zawiązują więcej pąków a płatki ich kwiatów są szersze.
Pierwszy
raz udało się wyhodować rośliny z tkanki pobranej z nasion zakopanych głęboko w wiecznej zmarzlinie. Ale nie była to pierwsza próba. W 1967 roku kanadyjscy
naukowcy ogłosili, że zdołali
przywrócić do życia arktyczny łubin z nasion sprzed 10 tys. lat, które
zostały zagrzebane przez lemingi. Ale w 2009 roku inny zespół dokonał
datowania tych samych nasion i dowiódł, że w
rzeczywistości są one nasionami współczesnymi, które zostały
zanieczyszczone przez starsze próbki.
Mając w pamięci tamtą pomyłkę, Jaszina starannie sprawdziła, czy jej rośliny
pochodziły z przeszłości. Niezwłocznie dokonała datowania nasion i okazało
się, że ich wiek odpowiadał wiekowi próbek pobranych z tej samej jamy.
Nasiona zostały zagrzebane znacznie poniżej poziomu, do którego dokopują się
dzisiejsze zwierzęta, a struktura lodu otaczającego komory wskazuje,
że nie uległ on nigdy rozmrożeniu. Próbki osadu pobrane zarówno z wnętrza
komór jak i otaczającego lodu zostały podobnie sprasowane i całkowicie do
siebie pasowały. Do wnętrza nie zdołała przeniknąć woda, ani tym bardziej
korzenie roślin czy współczesne gryzonie. W ścianach komory znajduje się
kilka szczelin, ale są one znacznie węższe od nasion Jasziny.
Nieprzerwane
zimno, suche warunki, zamknięty świat, który zapewniał ochronę — to wszystko pozwoliło przetrwać owocom do naszych czasów. Ich reakcje
chemiczne uległy znacznemu spowolnieniu w temperaturach poniżej zera.
Ekstremalny wiek nie stanowił problemu. W takich warunkach także łożysko
owocu pozostaje aktywne chemicznie oraz zawiera kilka substancji, które mogą
zabezpieczyć tkankę przed zimnem.
Jednak
środowisko wewnątrz komór nie było tak zupełnie dobroczynne. Pierwiastki
radioaktywne, które zawierają skały, mogły bombardować nasiona niewielkimi,
ale ulegającymi akumulacji dawkami promieniowania. Rośliny, które przywróciła
do życia Jaszina zawierają dawkę promieniowania wynoszącą 70 grejów — to więcej niż jakakolwiek inna roślina zdołała przyswoić i ciągle
wytwarzać pełnowartościowe nasiona.
Zmartwychwstanie S.stenophylla pokazuje, jak wiele skarbów leży
pogrzebanych pod wieczną zmarzliną. Marzłoć, czyli ziemia, która jest
zamarznięta nieustanie przez dwa lub więcej lat, stanowi jedną piątą
wszystkich lądów. Jest domem dla bakterii, glonów, grzybów, roślin i wielu
innych. W przedpotopowych komorach, takich jak ta, którą badała Jaszina,
naukowcy mogą znaleźć od 600 do 800 tysięcy nasion.
W
norweskim Globalnym
Banku Nasion na archipelagu Svalbard naukowcy przechowują tysiące nasion w podziemnych pieczarach jako polisę na wypadek kryzysu rolniczego. Ale natura już
wcześniej stworzyła podobne lodowe banki nasion. Syberia, Alaska i Jukon to
wielkie zamrażarki, które mogą przechowywać niezliczone egzemplarze
pradawnego życia, które tylko czeka na odkrycie.
Aktualizacja: Dawid Giliczinski odszedł
18 lutego, dwa dni przed publikacją ostatecznych wyników jego pracy.
Źródło:
Jaszina, Gubin, Maksimowicz, Jaszina, Gakowa
Giliczinski. 2011. Regeneration of whole fertile plants from
30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost. PNAS http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1118386109
Więcej
informacji o pradawnych roślinach:
2,000
year old „Phoenix" seed rises from the ashes
The
13,000-year old tree that survives by cloning itself
Tekst oryginału
Not Exactly Rocket Science/Discover, 20 lutego 2012r.
« (Published: 11-03-2012 )
All rights reserved. Copyrights belongs to author and/or Racjonalista.pl portal. No part of the content may be copied, reproducted nor use in any form without copyright holder's consent. Any breach of these rights is subject to Polish and international law.page 7840 |