Авокадо сваког дана „мења пол“, а научници су коначно открили како

У неком тренутку еволуционе историје, вероватно пре око 400 милиона година, појавило се полно размножавање. Ова еволуциона новина донела је бројне предности јер је омогућила већу размену гена, допринела уклањању штетних мутација и повећању опште прилагођености организама.

И биљке су развиле различите начине да искористе предности полног размножавања. Авокадо је у том погледу посебно занимљив.

Стабла авокада имају цветове који поседују и мушке и женске репродуктивне органе. То, међутим, отвара проблем: како спречити самоопрашивање и обезбедити размену генетског материјала између различитих биљака?

Авокадо је тај проблем решио необичним еволуционим механизмом који се назива временска дихогамија. Цветови током дана мењају своју функционалну полну улогу – у једном делу дана функционишу као женски, а у другом као мушки.

Та појава је више од једног века била загонетка за ботаничаре и произвођаче авокада. Сада је тим еколога и пољопривредних инжењера, комбинујући посматрања на терену са генетичким анализама, открио генетску основу овог необичног понашања.

„Наша студија пружа генетско објашњење за вековну мистерију опрашивања авокада“, каже Џефри Грох, еволуциони генетичар са Универзитета Калифорније у Берклију.

Цветови авокада „мењају пол“ током дана

У било ком тренутку, стабло авокада може функционално бити женско или мушко — његови цветови тада или примају полен или га ослобађају.

Постоје два основна типа авокада, названа А и Б, који имају супротне распореде цветања. Стабла типа А отварају женске цветове ујутру, а мушке поподне. Код стабала типа Б дешава се обрнуто: мушка фаза наступа ујутру, а женска поподне.

На тај начин различити типови авокада допуњују једни друге и смањују могућност самоопрашивања.

„Цветови нису само статични украси; они су високо еволуиране и динамичне структуре. То можемо да видимо у пулсирајућем ритму отварања и затварања цветова авокада током дана“, објашњава Грох.

Према његовим речима, генетика омогућава научницима да трагове тог ритма прате далеко у прошлост.

„Помоћу генетике можемо да откријемо трагове овог ритма далеко у древној прошлости“, каже Грох. Да би открили шта стоји иза овог необичног механизма, истраживачи су анализирали геноме стотина стабала авокада, при чему су код неких биљака посматрали и активност гена у одређеним деловима дана.

Истовремено су спровели својеврсно „праћење пола“ авокада. Данима и ноћима су бележили из сата у сат када се хиљаде цветова отварају и затварају, при чему цветови реагују и на мале промене температуре и светлости.

Управо та детаљна посматрања, комбинована са генетичким анализама, довела су их до кључног открића.

Један ген одређује да ли је авокадо типа А или Б

Истраживачи су открили доказе да активност једног гена, названог SDMYB, осцилира попут часовника и контролише понашање цветања које одређује да ли ће биљка припадати типу А или типу Б. Ген SDMYB постоји у две варијанте, познате као алели.

Стабла типа А носе по једну копију сваке од две варијанте гена, док стабла типа Б имају две копије рецесивне варијанте.

Откриће генетске основе овог механизма могло би да буде од великог значаја за даљи узгој авокада.

„Ови генетски маркери ће у великој мери убрзати оплемењивање авокада и истраживања“, објашњава Грејем Куп, еволуциони генетичар и професор еволуције и екологије на Универзитету Калифорније у Дејвису, као и водећи аутор студије.

До сада су произвођачи имали велики проблем: нису могли да знају да ли је биљка типа А или Б све док не процвета. А то може да потраје.

„Ово је била велика препрека за произвођаче авокада. Раније нисте могли да утврдите да ли је биљка типа А или Б све док не процвета, а биљкама авокада може бити потребно чак 10 или 15 година да први пут процветају“, каже Куп.

Генетички обрасци које су истраживачи открили, а који су, према резултатима студије, настали пре више од 42 милиона година, могли би зато да имају непосредну практичну примену.

„Ово је нешто што можемо да почнемо да користимо одмах“, каже Марлон Соарес дос Сантос, пољопривредни инжењер са Универзитета Калифорније у Риверсајду и један од коаутора студије.

Уместо 15 година чекања – генетички тест од почетка

Откриће би могло посебно да помогне произвођачима који морају пажљиво да комбинују различите типове стабала како би обезбедили опрашивање.

У Калифорнији, на пример, произвођачи авокада могу да засаде 10 одсто воћњака стаблима типа Б која служе као опрашивачи за суседна стабла типа А и помажу им да произведу више плодова.

Проблем је, међутим, што плодови стабала типа Б нису комерцијално пожељни, за разлику од авокада Хас, једне од најзаступљенијих сорти у продавницама, која припада типу А.

Нови генетички маркери омогућавају да се тип биљке утврди пре него што она процвета.

„Уместо да засадимо стотине садница и годинама чекамо да видимо којем типу цветања ће припасти, те одлуке можемо да донесемо на самом почетку. То оплемењивање чини много ефикаснијим“, објашњава Соарес дос Сантос.

За сада, међутим, није извесно да ће се ово откриће ускоро претворити у генетички измењене авокадо сорте. Примена генетичког уређивања могла би да буде удаљена још годинама.

Ипак, генетички маркери откривени у овом истраживању омогућавају произвођачима да одаберу жељене биљке без чекања да оне процветају. Тиме се штеде време, рад и простор у воћњацима.

Необично понашање авокада деценијама је интригирало научнике и произвођаче.

„Људи су се питали о овој особини још од када је почео узгој авокада у Калифорнији“, каже Ерик Фохт, истраживач ботанике и науке о биљкама са Универзитета Калифорније у Риверсајду и један од коаутора студије.

„Сада коначно разумемо генетику која стоји иза ње и то знање можемо да употребимо за стварање следеће генерације авокада“, закључује Фохт.

Истраживање је објављено у часопису Proceedings of the National Academy of Sciences.