Ezért lehet genetikai aranybánya a Föld legkegyetlenebb sivatagja

Van, ahol a pára elegendő mennyiségű vizet biztosít a szárazságtűrő növények túléléséhez

Nem könnyű az élet a Chile és Marokkó területén fekvő Atacama kavics- és homoksivatagban. Zord, könyörtelen és ellenséges hely: az egyik legszárazabb hely a Földön, amit az egyik felén az Andok, a másik felén a parti hegység védi a nedvességtől. A korlátozott lehetőségek és esélyek ellenére az élet valahogy mégis fennmaradt ezen a kietlen vidéken, amely több ezer éves múltra tekint vissza.

Az ellenálló növények adaptációjának genetikai hátterét vizsgálták

Az Atacama 15 millió éves, és ötvenszer szárazabb, mint a kaliforniai Halál-völgy. Annyira száraz, hogy a 6800 méterre is felemelkedő hegyek teljesen gleccsermentesek. Az élővilága is elképesztő: sok helyre tengeri köd kerül, amely elég nedvességet biztosít bizonyos növények (moszatok, zuzmók és néha kaktuszok) megélhetéséhez. Az ezek mögött a valószínűtlen sikerek mögött meghúzódó mechanizmusok azonosítása a tudomány komoly feladata, ami manapság talán fontosabb, mint valaha, hiszen jó eséllyel

a táplálék növekedésének titkait is feltárhatja egy évről évre melegebbé és szárazabbá váló világban.

A PNAS tudományos szaklapban publikált új tanulmányban a tudósok felfedeztek néhány „rejtett trükköt", ami során felfedezték számos olyan adaptáció genetikai hátterét, amelyek lehetővé teszik a növényvilág virágzását még az Atacama-sivatag hervasztó, szélsőséges körülményei között.

Kivált sótelep az Atacama sivatagban Forrás: Wikimedia Commons

A felgyorsult éghajlatváltozás korszakában kritikus fontosságú a genetikai alapok feltárása a növénytermesztés és az ellenálló képesség javításához száraz és tápanyagszegény körülmények között

– mondta Gloria Coruzzi, a New York-i Egyetem növényrendszerbiológusa a ScienceAlert online tudományos portálnak.

Coruzzi és egy nemzetközi kutatócsoport tíz éven át tanulmányozta az Atacama növényvilágát a sivatagi táj huszonkettő helyszínén, „in situ" és kívül is: növény- és talajmintákat gyűjtöttek és szállítottak a laboratóriumba, amelyeket egy speciális folyadékba fagyasztottak, hogy megőrizzék őket genomiális elemzéshez.

Közvetlenül relevánsak a világ száraz régióiban

Összességében a sivatag legdominánsabb növényének 32 transzkriptumát szekvenálták, amelyeket azután összehasonlítottak 32 más helyről származó, közeli rokon fajjal, amelyek közül egyik sem mutatott genetikai adaptációt Atacama környezetéhez. A transzkripció ez esetben a DNS-bázis sorrendjében lévő információ átvitelét jelentette az RNS bázis sorrendjébe.

Van, ahol a pára elegendő mennyiségű vizet biztosít a szárazságtűrő növények túléléséhez Forrás: Wikimedia Commons

Az volt a célunk, hogy ezt a genomszekvenciákon alapuló „evolúciós fát" felhasználjuk a génekben kódolt aminosav-szekvenciák változásainak azonosítására, amelyek támogatják az Atacama növény sivatagi körülményekhez való alkalmazkodását

– magyarázta Coruzzi. – Az összehasonlító technika 265 pozitívan kiválasztott gént eredményezett, ami arra utal, hogy azok olyan mutációkkal korrelálnak, amelyek előnyökkel járhatnak az Atacama-sivatagban.

A további elemzések kimutatták, hogy ezek közül 59 gén a növénybiológia egyik legtöbbet tanulmányozott modellszervezetében is felbukkan, amely

összefüggésbe hozható olyan élettani és molekuláris folyamatokkal, amelyek fokozhatják a növények ellenálló képességét szélsőséges környezeti körülmények között.

Az Atacama ötvenszer szárazabb, mint a hírhedt kaliforniai Halál-völgy Forrás: Wikimedia Commons

A tanulmány eredményei a szakértők szerint „közvetlenül relevánsak a világ azon régióiban, amelyek egyre szárazabbá válnak, miközben

jelentős veszélyt jelenthetnek a globális élelmiszertermelésre az olyan tényezők miatt, mint a szárazság, a szélsőséges hőmérsékletek, valamint a vízben és a talajban lévő sótartalom.

Ráadásul mivel egyes atacamai növények szoros rokonságban állnak az alapélelmiszerekkel, beleértve a gabonát, a hüvelyeseket és a burgonyát, a tudósok által azonosított gének egyfajta „genetikai aranybányát" jelenthetnek ellenállóbb növények kifejlesztéséhez, ami a bolygó fokozott elsivatagosodása miatt lehet életmentő.