In de natuur komt het vaak voor dat planten zich aanpassen, aanpassen en veranderen. Maar laat ze terugkomen achteruit na verloop van tijd, waarbij zeer oude genetische kenmerken worden hersteld, is het iets echt zeldzaams. Toch is dit precies wat er gebeurt bij sommige soorten wilde tomaten die in het wild groeien tussen de vulkanische rotsen van de Galápagoseilanden.
Een studie gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie door een team van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Riverside en het Weizmann Institute of Science, Israël, heeft voor het eerst een ‘achterwaarts’ evolutionair proces gedocumenteerd, dat in realtime wordt waargenomen.
Tomaten met archaïsche kenmerken
De onderzoekers analyseerden 56 monsters wilde tomaten uit verschillende delen van de archipel, behorend tot de soort Solanum cheesmaniae En Solanum Galapagense. Hun doel was om alkaloïden te bestuderen, giftige chemische verbindingen die dienen als verdedigingsmechanisme tegen herbivoren en parasieten.
De ontdekking was verrassend: op de oudere en stabielere oostelijke eilanden produceerden tomaten alkaloïden die vergelijkbaar waren met die van tomaten die in de rest van de wereld worden geteeld. Maar op de jongere en geologisch onstabiele westelijke eilanden bevatten de vruchten een veel archaïscher versie van deze chemische verbindingen, vergelijkbaar met die gevonden in de prehistorische verwanten van de tomaat, zoals sommige wilde auberginevariëteiten.
Dit is geen eenvoudig geïsoleerd geval: hele plantenpopulaties vertonen duidelijke tekenen van deze genetische ‘terugkeer naar het verleden’.
De sleutel zit in een enzym en heel weinig aminozuren
Dankzij diepgaande laboratoriumanalyses hebben wetenschappers een specifiek enzym geïdentificeerd dat betrokken is bij de productie van deze oude alkaloïden. Het meest ongelooflijke feit? Zeer weinig veranderingen in sommige aminozuren waren voldoende om deze oude versie van het enzym te ‘reactiveren’.
Een echte genetische reis terug, die niet alleen afhankelijk is van willekeurige mutaties, maar lijkt te reageren op zeer specifieke milieudruk. De westelijke eilanden van de Galápagos zijn in feite 500.000 jaar jonger en bieden beslist moeilijkere omstandigheden: arme bodems, minder vegetatie, extremere klimaten.
In zo’n vijandige context kan de terugkeer naar oude verdedigingsstrategieën een evolutionair voordeel hebben vertegenwoordigd. Om deze reden bleef de mutatie niet geïsoleerd, maar verspreidde zich wijd, waarbij ook andere genen betrokken waren, in een proces dat genetisch atavisme wordt genoemd.
Deze “evolutionaire terugblik” is niet alleen vanuit biologisch oogpunt fascinerend. Het kan ook belangrijke praktische implicaties hebben. Zoals Adam Jozwiak, moleculair biochemicus en hoofdauteur van de studie, uitlegt:
Als je slechts een paar aminozuren verandert, kun je compleet andere moleculen krijgen. Deze kennis kan ons helpen nieuwe medicijnen te ontwerpen, de weerstand van planten tegen ongedierte te verbeteren of landbouwproducten minder giftig te maken.
Maar eerst, zo waarschuwt de wetenschapper, moeten we leren volledig te begrijpen hoe dit natuurlijke mechanisme werkt. En dit onderzoek vertegenwoordigt een eerste, fundamentele stap in die richting.
Wil je ons nieuws niet missen?
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
