الغالبية العظمى من النباتات هي الخنثى ، مع كل من الأجزاء الإنجابية الذكور والإناث. البلوط ، بعض بساتين الفاكهة ، مصنع العنكبوت المحفوظ في مكتبك – كلهم قادرون على التكاثر بدون عضو في جنس آخر في مكان قريب.
وقالت ديبورا تشارلزورث ، عالمة الوراثة السكانية بجامعة إدنبرة التي درست الاستراتيجيات الإنجابية للنباتات لعقود: “من المنطقي إذا كنت كائنًا لا يمكنه الركض والعثور على زملائه”.
لكن بعض النباتات اتبعت نهجا مختلفا. لقد تطوروا كروموسومات الجنس ، وقطع الحمض النووي التي تجعل النباتات الفردية إما ذكر أو أنثى. في هذا النادي كائنات حية مثل Ginkgo ، التي تنتج الإناث ثمار نتن ، في حين أن الذكور خالية من الرائحة الكريهة. أو النظر في الهليون ، التي تنتج الإناث التوت الأحمر والسيقان الأرق من الذكور.
بعض هذه الأنواع غريبة حتى الآن: الكروموسومات الجنسية الخاصة بهم كبيرة الحجم. على سبيل المثال ، يحزم مصنع كامبيون الأبيض الضئيل كروموسوم Y أكبر من جينوم كامل الأسماك المنتفخة أو ذبابة الفاكهة. في مجلة Science يوم الخميس ، نشر الباحثون المتعاونون ، بمن فيهم الدكتور تشارلزورث ، سلسلة كاملة من كروموسوم Y White Campion ، مما يسمح بإلقاء نظرة فاحصة على محتوياته وتاريخه التطوري.
تسلسل الحمض النووي أمر شائع في هذه الأيام. ولكن في التسعينيات ، عندما كانت تكنولوجيا التسلسل السريع جديدة وتغذي ثورة في علم الأحياء ، لم يتمكن العلماء من استخدامها بفعالية على كروموسومات Y ، كما قال غابرييل ماريس ، عالم الأحياء في جامعة كلود برنارد ليون 1 في فرنس الورقة الجديدة.
ذلك لأن التقنيات المستخدمة لتسلسل بقية الجينوم لا تعمل بشكل جيد على كروموسومات Y ، والتي تميل إلى تكرار العديد من التسلسلات نفسها مرارًا وتكرارًا. إن تقطيع الكروموسوم Y ، وتسلسل الشظايا ومحاولة تجميعها معًا مثل اللغز – الذي يعمل بشكل جيد مع بقية الجينوم – يؤدي إلى العديد من القطع المتطابقة بحيث من المستحيل تجميع الصورة الأكبر.
ومع ذلك ، في العقد الماضي ، جعل وصول نموذج آخر من التسلسل ممكنًا من المحاولة مرة أخرى.
لا يلزم إزالة التقطيع والتخليص ، مما يسمح بفوتامات طويلة سليمة من الكروموسومات. في الورقة الجديدة ، استخدم الدكتور ماريس وزملاؤه هذه التقنية على Y. وايت كامبيون ، ثم قاموا بتسلسل الكروموسومات الجنسية للنباتات الذكرية التي وجدواها والتي أظهرت طفرات وتجينات محددة تلعب أدوارًا مختلفة في جعلها من الذكور. بعض الجينات قمعت السمات الإناث. شجع آخرون الذكور ، مما يؤثر على عمليات مثل تنمية الزهور وإنتاج حبوب اللقاح.
وقال الدكتور تشارلزورث إن النتائج قد تفسر سبب كون كروموسوم كامبيون الأبيض مثل هذا الماموث: قد يكون للحفاظ على هذه الجينات وآخرون مثلهم الأولوية على الحفاظ على مضغوط الكروموسوم. يتكون جزء كبير من الجزء الأكبر من Y من الحمض النووي الذي يميل إلى تكرار أنفسهم ، في مهرجان نسخ ولصق لا نهاية له.
في العديد من الكائنات الحية ، يمكن للكروموسومات X و Y التخلص من مواد إضافية خلال جلسات تبادل الحمض النووي مع بعضها البعض. لكن Campion فقدت الكثير من قدرتها على ترتيب أجزاء كبيرة من كروموسومات الجنس بهذه الطريقة منذ فترة طويلة ، وربما جزئياً لأن التبديل قد يعرض سلامة هذه الجينات للخطر. بمرور الوقت ، تسير هذه الفكرة ، حيث كانت هناك المزيد والمزيد من المواد ، مما أدى إلى تكاثر كروموسوم كبير.
فهم كيف أن النباتات التي طورت جنسين تحدد أي نبات يصبح الذكور أو الإناث له آثار تتجاوز الفضول العلمي. تندرج العديد من نباتات المحاصيل في هذه الفئة ، بما في ذلك التين والبابايا والعنب وغيرها. أشار الدكتور تشارلزورث ، إلى نظام قديم بشكل خاص لتحديد الجنس.
من الغريب أن الباحثين تمكنوا من استنتاج وجود عدة رشقات من النمو في وجود كروموسوم على مدار الـ 11 مليون سنة الماضية. ما دفع تلك الرشقات لا يزال لغزا. إنهم يأملون في أن يعمل العمل المستقبلي ، بالإضافة إلى تحديد المزيد من الجينات التي تقود الفروق الجنسية ، في إلقاء الضوء على كيفية نمو هذا الكروموسوم Y.
