نوع نباتيّ جديد
ربيع العام 1927 وفي معهد علم
النبات التطبيقي في مدينة ديتسكوي سيلو السوفييتية، تأمَّلَ العاِلمُ غيورغي كاربيتشينكو بعمله الأخير. راجع خطواته، دقّق نقطة
نقطة، كل شيء على ما يُرام، لقد انتهى لعمل نوع جديد من النباتات، جنس نباتي
جديد اسمه هو Raphanobrassica وبالعربية "نوع خاص من الفجل". كل شيء بدا
كاملاً، لكن، لماذا وجب حصول نتيجة كهذه؟ وما هو هذا النوع الجديد؟
قبل كل شيء هو جنس من النباتات ينتمي إلى الفصيلة الصليبية أو الكرنبية بسبب شكل الزهر الصليبيّ، فيها أكثر من 3700 نوع مُصنّف بحوالي 330 جنس. غالبيتها عشبيّة ذات دورة حياة
سنوية أو دورة لعامين، متوفرة ومنتشرة كثيراً في كل مكان تقريباً.
جدول بالميزات الرئيسية للعائلة الصليبية الكرنبية. لاحظوا شكل زهرتها وثمرتها.
أهمية هذه العائلة
الزراعيّة واضحة، فمن منا لم يأكل أو يسمع بالبروكولي، القرنبيط، الملفوف ... الخ؟ مع
كثير من الأسماء والمشاهد المتباعدة، والتي تجعل من الصعب علينا أحياناً اعتبارها
من ذات النوع، ومع ذلك، هي هكذا فعلاً من ذات النوع. فكل تلك النباتات عبارة عن
تنوعات من نوع البراسيكا الزيتية. بالمناسبة، لا
يتوجب الخلط بين الملفوف والخسّ (الخس البستاني أو الخس المزروع)، فبينما ينتمي الملفوف الى
الصليبيات، فإنّ الخسّ ينتمي إلى الفصيلة النجمية أو المُركّبة (فصيلة نباتية من ذوات الفلقتين وحيدة
القُعالة سفلية الأسدية وتعتبر من أكبر الفصائل النباتية .. قاموس المورد اسباني
عربي)، وهي عائلة من النباتات تضمّ أنواع مثل سنّ الاسد، الأقحوان أو البابونج
كمثال.
هو نوع صليبيّ شهير ذو اهتمام زراعي
كبير هو الفجل. ينتشر بكل مكان ويمتلك تنوعا نسبياً لعدد من الأنواع. سبب
زراعته هو جذره القابل للأكل والنمو الملحوظ. ينتمي هذا النوع لجنس مختلف عن الجنس
الذي ينتمي له الملفوف، هو وفق التسمية العلمية:
Raphanus sativus L
نموذج من الفجل نوع Raphanus sativus L
من جانبه، النوع الجديد، ليس محبوباً
كثيراً من قبل المزارعين. حيث تقتصر أهميته، للآن، على عالم الزراعة كونه مشروع
دراسة وبحث، وإذا ظهر في بستان أحدهم، فعلى الأرجح أنه لا يميزه عن عشبة ضارة. ومع هذا،
فإنها نبتة بالكاد عمرها قرن من الزمن!! لهذا يواجه تصنيفها شيء من التعقيد على المستوى التصنيفي العلمي،
كونها لا تنتمي لنوع ظهر في الطبيعة، بل ظهر في دفيئة مخبريّة زراعيّة. وفي بدايات ظهور علم الوراثة عملياً.
مثال من نوع النوع الجديد. صورة تعود للعام 1929
ولادة ... نموّ
بمضي عقد عشرينيات القرن الماضي، مضى 30 عاماً على إعادة إكتشاف مستقل لقوانين ماندل الشهيرة من قبل كلٍّ من عالم
النبات الهولندي هوغو دي فريس، العالم
الالماني كارل كورينس والعالم النمساوي إريش فون تشيرماك، أما مُصطلح
"جين(مُورِّثة)" فقد وضعه عالم النبات الدانماركي فيلهيلم جوهانسن الذي لم يبلغ عمره أكثر من 20 عام وقتها، وبمرور 10 سنوات سيُحضِّر
عالم الوراثة الاميركي توماس مورغان ما سُميَ فرضية "الكروموزومات الحاملة للجينات"، وهكذا ظهر "الشيء" الذي أسموه "جين أو مُورِّثة" وعُرِفَ بأنه اللبنة الأساسية للوراثة.
هكذا، إذاً، شكّلت دراسة
الكروموزومات، ذاك الوقت، الصرخة الأخيرة في علم حديث اسمه علم الوراثة او علم
الجينات بدقّة.
العالم غيوركي (1899-1941). صورة تعود للعام 1929
في ذاك الوقت، عمل الشاب غيوركي كعالم نبات ووراثة في معهد علم النبات التطبيقي
في مدينة ديتسكوي سيلو القريبة من
لينينغراد. تركزت أبحاثه على عائلة الصليبيات، لقد درس طبيعة كروموزوماتها من
الميزات الموروثة وكيف تبرز لدى الهجائن.
ولم يطل به الوقت، إثر انتهائه من دراسة
الطبيعة الكروموزوميّة للتهجين، حتى أحرز، وبنجاح، تهجين نوعي البراسيكا الزيتية والفجل. الأمر الذي لم
يكن صعباً عليه، فقد اهتم بتلقيح زهرة من نوع البراسيكا الزيتية مع غبار طلع لنوع الفجل، وبعدها تابع
عمله مع تلك الهجائن في المُختبر، سامحاً لها بالانتاش والنمو. واجهته عقبات، فكان
لديه عدد من الأجنة المُجْهَضَة في الطريق.
لكن تمكن عالمنا غيورغي من تحقيق إنتاش ونمو تلك الهجائن. مع هذا، لم تكن جديدة كلياً، فقد تمّ
تحصيل ما يشبهها سابقاً. فيما لو لم يتم تحقيق مثل هذه الدراسة التي قام بها
عالمنا سابقاً، فبرأيي الشخصي، ما قام به من تخصيب تهجيني، لم يكن حادثاً عجيباً في
الطبيعه.
وبفضل شهادات علماء آخرين، فإنّ هجائن
عالمنا كانت غير خصيبة. ونحن نعرف بأنّ تهجين نوعين مختلفين (المثال الأشهر
تهجين الحمار والفرس) والمتحدر البغل وهو مُصاب العقم أي غير خصيب. لهذا، فإنّ إلقاح المتحدر الهجين هو الصيغة الأفضل للفصل بين الأنواع. في حالة هجينالبراسيكا والفجل ، كحادث يمكنه إكتساب شهرة أكبر، لولا انّ التهجين
قد جرى بين جنسين مختلفين لا بين نوعين مختلفين (وفق علم التصنيف، مستوى
تصنيفها أعلى من مستوى النوع). ولهذا، حدث عُقم الهجين على نحو أكبر من
المُعتاد.
النباتات، مثلها مثل الحيوانات، تحمل
في نوى خلاياها مجموعتان من الكروموزومات (2n)، بينما تحمل الأمشاج، الخلايا الحاملة لعبء التكاثر (غبار الطلع
والبويضات)، مجموعة واحدة من الكروموزومات (n). خلال تشكّل المشيج، من المهمّ أن يتعرّف كل كروموزوم على زوجه
الموافق قبل انقسامه النهائي إلى خليتين مختلفتين.
مع ذلك، تختلف الكروموزومات في تلك
الهجائن فيما بينها، بحيث لا تمكّن من إعطائها هذا الإعتراف. كنتيجة، تطورت أمشاج ذات عدد غير طبيعي من الكروموزومات، وبناء عليه، هي غير قابلة للحياة.
رغم ذلك، العام 1927، تمكّن العالم غيورغي من تجاوز تلك العقبات
البيولوجية.
لكن كيف؟
من تابع الجزئين الأولين من سلسلة البستان التطوريّ (هنا وهنا)، من
المؤكد انه سيعرف الجواب، لدينا ظاهرة تعدد صبغيات جديدة ( تعدد الصيغ الصبغية polyploidy) وكعاقبة لها،
لدينا: نشوء أنواع جديدة.
في ظاهرة تعدد الصبغيات (لا تنسوا ان
الصبغيات هي ذاتها الكروموزومات) تتضاعف كل المادة الوراثية. بصيغة
مؤكدة، تشكّل الأم لكل الطفرات ولظاهرة التغيّرات الجينية الوراثية الأفظع
والممكن تخيُّلها. تحدث بسبب خلل بتشكيل الأمشاج، بصيغة أنها بدل أن تظهر بحمولة n كروموزوم،
تظهر بحمولة 2n من الكروموزومات.
بصيغة أنه باتحاد مشيج ثنائي (2n) مع مشيج آخر ثنائي (2n)، فالنتيجة لاقحة رباعية (4n)، والتي لأسباب حياتية، من المعتاد امتلاكها قابلية كبيرة للحياة في النباتات.
جدول يبين أصل النوع الجديد. لاحظوا الفارق بين الثمار المنفتحة والمنغلقة.
في الواقع، لم "
يتخطّ " غيورغي أيّة قاعدة بيولوجية. فلقد استفاد من ثغرة في النظام فقط.
فكما أشرنا
سابقاً، نتجت أخطاء كثيرة في تلك الهجائن خلال فصل الكورموزومات، الأمر الذي شكّل
السبب بانعدام خصوبتها. لكن، كتناقض ظاهريّ، تسبَّبَ هذا بإنتاج أمشاج ثنائية
بمعدل أعلى من المُعتاد.
يشكّل النوع الجديد حالة خاصة. لكثير من الاسباب.
فعلى المستوى الجيني، هو متعدد
المجموعات الصبغية لنموذج غير متعدد. وضمن هذا النموذج، هو عبارة عن نوع جينوم متشكل من اتحاد جينومين، وفي حالة هذا النوع الجديد، من
الفجل والبراسيكا.
ميزتها الأهم، هي قدرتها
على التكاثر!!
وكيف أمكنها امتلاك خصوبة؟
حسناً، فالجواب بسيط، لأنه عندما
تضاعف الجينوم الأصلي للهجين، فقد امتلك كل كروموزوم قريناً قابلاً لتشكيل زوج دون
زيادة او نقصان.
فلم يكن الناتج لا براسيكا (Brassica) ولا فجل (Raphanus) ولا حتى هجين
منهما (لكونه مصاب بالعقم وفق منطق التهجين التقليدي).
إنه شيء آخر، نموذج نباتيّ
آخر، ليس نوع نباتيّ جديد فحسب، بل شيء أكثر، فهو جنس مختلف وجديد!
هو ببساطةRaphanobrassic النوع الجديد
جدول آخر لأصل النوع الجديد
جدول تفسيري آخر لأصل النوع الجديد
أوراقه ليست كأوراق الملفوف أو
الفجل، لكن، لديها نسيج كنسيج الملفوف ومنظر شبيه ما لدى الفجل، وتنمو بصيغة نمو
الورود الصغيرة. جذورها ليست كجذور الملفوف ولا الفجل، رغم أنها تذكرنا
بجذور الملفوف، لكن، بألياف أقلّ. كذلك، يحصل مع الأزهار في الغالب، هي بيضاء
ميّالة إلى البنفسجي، تذكرنا أكثر بالفجل. وللثمرة، بالنهاية، جزء قاعديّ
منفتح مثل الملفوف وجزء طرفيّ منغلق مثل الفجل.
بالنهاية، لدينا موزاييك من الخصائص،
عدا المرغوب منها. تلك الخصائص من نمط "تظهر لكنها لا تحضر ..."
كعاقبة لإعادة الترتيب الجيني الناتجة عن تعدّد المجموعات الصبغية الغيريّة، ظهور جينوم جديد لم يكن موجود سابقاً في الطبيعه، كحصيلة إتحاد وإعادة
ترتيب كامل لجينومين سابقين وبمدى زمني قصير، نتائجه الفورية:
إخماد بعض
مناطق الجينوم، تنشيط مناطق أخرى وظهور طرق ترتيب جينية جديدة غير موجودة سابقاً.
أما على المدى الطويل، فلدينا كمّ هائل من مادة جديدة ستسمح بظهور جينات جديدة.
أخيراً،
وبكل الاحوال، للآن، يتبقى الكثير للعمل بهذا المضمار.
صورة للجنس النباتي الجديد تعود للعام 1929 ومن تصوير عالمنا غيورغي ذاته
مزايا النوع الجديد، A الجيل الرابع من النبات، B الجيل العاشر من النبات، C قرنين مع 15 بذرة، D زهور للنبات، E بذور متنوعة له، F وG انقسام اختزالي، H وI تصوير موجة DNA كروموزوم الفجل باللون الأحمر.
المصدر الاسباني
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق