Paleobotaniikka on nykyään keskeinen ala, kun halutaan ymmärtää, millaista kasvillisuus oli kaukaisina aikoina ja miten nämä organismit pystyivät sopeutumaan äärimmäisiin ilmasto-olosuhteisiin. Tässä yhteydessä törmäämme löytöön, jossa sukupuuttoon kuollut kasvi on herätetty henkiin jäätyneistä kudoksista, mikä on ennennäkemätön edistysaskel.
Sisällysluettelo
Mahdollisuus palauttaa kadonneita lajeja eloon herättää tieteellisiä ja eettisiä kysymyksiä, mutta tarjoaa myös ainutlaatuisen tilaisuuden tutkia evoluutiota ja ympäristön muutoksia, joita maapallolla on tapahtunut tuhansien vuosien aikana.
Mikä on 32 000 vuotta sitten sukupuuttoon kuollut kasvi, joka on herätetty henkiin jäätyneistä siemenistä?
Vuonna 2007 tutkijaryhmä löysi fosiloituneita siemeniä arktisen oravan pesästä Kolymá-joen läheltä, 38 metrin syvyydestä Siperian jäätyneestä maaperästä. Radiohiiliajoituksen perusteella niiden ikä oli noin 31 800 vuotta.
Nämä siemenet kuuluivat Silene stenophylla -lajiin, joka on sukupuuttoon kuollut villikasvilaji, joka kukoisti pleistoseenikaudella.
Löytö tehtiin ainutlaatuisissa olosuhteissa: ikirouta toimi luonnollisena pakastimena kymmenien tuhansien vuosien ajan. Sen ansiosta kasvien kudokset säilyivät poikkeuksellisen hyvässä kunnossa, mikä mahdollisti niiden käsittelyn laboratoriossa.
Tutkimus, joka julkaistiin Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä, totesi, että tämä geneettinen materiaali on vanhin monisoluinen organismi, joka on koskaan regeneroitu kasvikudoksista.
Kuinka tutkijat pystyivät herättämään tämän sukupuuttoon kuolleen kasvin henkiin?
Ensimmäiset yritykset itää siemenet suoraan epäonnistuivat, todennäköisesti alkioiden geneettisen hajoamisen vuoksi. Tämän vaikeuden edessä Svetlana Yashinan johtama tiimi Venäjän tiedeakatemian solubiologian instituutista otti käyttöön toisen strategian: epäkypsistä hedelmistä otettiin istukkakudosta.
Tämä materiaali viljeltiin in vitro mikrolevitystekniikoilla. Tulos oli menestyksekäs. Saadut kasvit eivät vain kukkineet normaalisti, vaan olivat myös hedelmällisiä.
Niiden uudet siemenet osoittivat 100 %:n itävyyden, mikä vahvisti tämän sukupuuttoon kuolleen lajin biologisen elinkelpoisuuden.
Tämä saavutus ei rajoitu vain sukupuuttoon kuolleen kasvin palauttamiseen. Se osoittaa myös soluviljelymenetelmien tehokkuuden vanhan geneettisen materiaalin käsittelyssä, mikä voitaisiin soveltaa muihin regenerointiprojekteihin.
Silene stenophyllan ominaisuudet ja erot nykyisiin yksilöihin
Palautetut Silene stenophylla -kasvit eroavat joiltakin ominaisuuksiltaan nykyisistä jälkeläisistään, jotka kasvavat edelleen Itä-Siperiassa ja Pohjois-Japanin vuoristossa.
Kukkien terälehdet ovat pidempiä ja sijaitsevat kauempana toisistaan, mikä viittaa siihen, että kasvi on saattanut sopeutua pleistoseenikauden äärimmäisempiin ilmasto-olosuhteisiin.
Tutkijoiden mukaan nämä erot voivat johtua niin sanotusta ”fenotyyppisestä plastisuudesta”, ilmiöstä, jossa organismit muuttavat morfologiaansa ympäristön mukaan. Tässä tapauksessa hyvin alhaiset lämpötilat ja valojakson vaihtelut ovat vaikuttaneet lajin kehitykseen tuhansia vuosia sitten.
Rakenteellisesti Silene stenophylla on 7–20 senttimetrin korkuinen monivuotinen ruohokasvi, jolla on vastakkain kasvavat, kapeat ja karvaiset lehdet.
Sen viisikukkaiset kukat ovat valkoisia tai vaalean lilaa. Hedelmä on kapseli, jossa on lukuisia munuaisenmuotoisia siemeniä, jotka nyt, regeneroinnin ansiosta, kuuluvat myös Svalbardin maailmanlaajuiseen siemenvarastoon Norjassa.
Tämän sukupuuttoon kuolleen kasvin uudelleenilmestymisen tieteelliset vaikutukset
Tämän projektin menestys on merkityksellinen myös paleobotaniikan ulkopuolella. Sukupuuttoon kuolleen kasvin regenerointi avaa uusia näkökulmia bioteknologiaan, evoluutioon ja ilmastonmuutokseen, kuten seuraavat:
- Se mahdollistaa analysoida, millaisia sukupuuttoon kuolleet lajit olivat ja mitkä tekijät saattoivat vaikuttaa niiden sukupuuttoon.
- Se tarjoaa tietoa organismien sopeutumisesta äärimmäisiin olosuhteisiin.
- Se tarjoaa työkaluja nykyisen biodiversiteetin säilyttämiseen kasvien kloonaustekniikoiden avulla.Lisäksi tämä tapaus herätti uudelleen keskustelua mahdollisuudesta soveltaa samanlaisia menetelmiä sukupuuttoon kuolleisiin eläimiin, kuten villamammuttiin, jonka DNA on myös säilynyt ikiroudassa.Vaikka tässä tapauksessa tekniset ja eettiset haasteet ovat suuremmat, Silene stenophylla -kasvin elvyttäminen osoittaa, että geneettinen materiaali voi säilyä jäätyneenä kymmenien tuhansien vuosien ajan.