מה משותף לתפוחי אדמה, חיטה וקפה? לכולם יש עותקים רבים של החומר הגנטי, ומחקר ישראלי מגלה כי התכונה הזו היא שסייעה כנראה לנצל אותם ואת דומיהם לשימוש חקלאי

מה הוביל את בני האדם לביית צמחים מסויימים, אבל לא אחרים? מאז שחר החקלאות, לפני כ-13,000 שנה, בויתו מאות מיני צמחים בכל העולם, בעוד קרוביהם נשארו צמחי בר. מחקר חדש מאוניברסיטת תל-אביב מראה כי אחד המאפיינים של הצמחים שנבחרו לביות – למרות שהדבר לא נעשה במודע – הוא מספר עותקים של כרומוזומים בתאיהם.

כמעט בכל סוגי התאים בגופנו ישנם שני עותקים של 23 כרומוזומים – מולקולות ה-DNA הארוכות הנושאות את המידע הגנטי שלנו. עותק אחד של כל כרומוזום קיבלנו מהאב, ואחד מהאם. המצב דומה אצל רוב בעלי החיים ורבים מהצמחים. מספר הכרומוזומים שונה אצל מינים ביולוגיים שונים, אבל לרובם יש שני העתקים של כל כרומוזום – אחד מכל הורה.

אצל צמחים מסוימים, לעומת זאת, יש הכפלה של הגֵנום כולו. במקום שני עותקים מכל כרומוזום, יש ארבעה, או אפילו יותר. הכפלה כזו מתרחשת לעיתים בעקבות הכלאה בין שני מינים קרובים, והצמחים המתקבלים יכולים להיות בעלי ארבע, שישה או אפילו שמונה עותקים של הכרומוזומים, או אפילו יותר. צמחים כאלה נקראים פּוֹלִיפְּלוֹאִידִייִם.

רבים מהצמחים המבויתים הם פוליפלואידיים, מחיטה ותפוח אדמה ועד לקפה וקנה סוכר. איילת סלמן-מינקוב, ניב סבט ואיתי מירוז מאוניברסיטת תל-אביב בדקו אם יש קשר בין פוליפלואידיות לביות. הם סקרו 297 צמחים מבויתים ו-2,836 צמחי בר, ומצאו שאחוז הפוליפלואידיות אכן גבוה יותר אצל הצמחים המבויתים: כ-30 אחוז מהם היו בעלי כמה עותקים של הכרומוזומים, לעומת 24 אחוז מצמחי הבר.   

מה הביא לכך שיש כל כך הרבה צמחים פוליפלואידיים בצמחים המבויתים שלנו? החוקרים מצביעים על שתי אפשרויות: ייתכן שהצמחים הפוליפלואידיים מתאימים יותר לביות, ולכן החקלאים המוקדמים בייתו צמחים רבים שכבר היו פוליפלואידיים. מצד שני, אפשר שזו תוצאה של הביות, וצמחים רגילים הפכו פוליפלואידיים לאחר שבויתו.

כדי להכריע בין שתי האפשרויות, החוקרים בדקו אירועי ביות של צמחים שונים במהלך ההיסטוריה, ומצאו כי קצב הביות של צמחים שכבר היו פוליפלואידיים היה גדול פי שניים מהביות של צמחים אחרים – כלומר, החקלאים העדיפו לביית את הצמחים האלה. בנוסף, החוקרים בדקו 30 צמחים מבויתים פוליפלואידיים שידוע כיום מאילו צמחי בר הם בויתו, ומצאו כי ב-22 מהמקרים, צמחי הבר היו פוליפלואידיים גם הם – כלומר, הכפלת הגנום קדמה לביות.

כמובן, מי שביית את הצמחים האלו לא בחר בכוונה את המינים הפוליפלואידיים – החקלאים של לפני עשרת אלפים שנה לא ידעו דבר על גנים וכרומוזומים. אך לצמחים אלו היו תכונות שהפכו אותם במקרים רבים למועמדים טובים לביות. התכונות האלו כללו כנראה זרעים ופירות גדולים יותר, שאופייניים לצמחים מרובי כרומוזומים. ייתכן גם שלצמחים כאלה קל יותר לעבור שינויים גנטיים – לאחר הכפלת הגֵנום, יש להם עותק "מיותר" מכל גֵן, שיכול לעבור מוטציות ולהשתנות בעוד העותק השני ממשיך למלא את תפקידו. כך יכולות להיווצר תכונות חדשות, בהן תכונות מועילות שהחקלאים היו מעוניינים בהן. החוקרים מציעים כי הגמישות הגנטית הזו, שמעניקה הפוליפלואידיות, עזרה לצמחים המבויתים להסתגל לסביבה החדשה, שבה הברירה הטבעית מפנה את מקומה לברירה המלאכותית של בני האדם: מה שקובע את הצלחתך הוא לא כמה זרעים תצליח לייצר, אלא אם החקלאי יבחר לזרוע אותם בשנה הבאה. 

האם עכשיו, כשאנחנו יודעים עד כמה הפוליפלואידיות חשובה לביות, נוכל להשתמש בה כדי לביית מינים חדשים? אפשר לגרום לצמחים להכפיל את הגנום שלהם ולהפוך לפוליפלואידיים באופן מלאכותי, ומירוז אומר כי זה יאפשר לנו אולי לביית צמחי בר שחמקו מידינו עד כה, או לשנות ולהשביח צמחים שכבר בויתו.

0 תגובות