Ewolucja w potocznym rozumieniu przypomina drogę bez powrotu – ukierunkowaną, postępującą zmianę od prostych form życia ku bardziej złożonym. Jednak najnowsze badania zespołu naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside oraz Instytutu Weizmanna w Izraelu pokazują, że ta ścieżka może nie być aż tak jednoznaczna.
Czytaj też: Nocne niebo zalała czerwień. Tak wygląda erupcja wulkanu na Galapagos
Na zachodnich, młodszych i bardziej jałowych wyspach archipelagu Galápagos (mniej niż pół miliona lat), badacze zaobserwowali, że dziko rosnące pomidory – Solanum cheesmaniae i Solanum galapagense – wytwarzają prymitywne formy toksycznych alkaloidów, które przypominają te sprzed milionów lat, obecne u krewniaków pomidora, np. bakłażana. To nie jednostkowy przypadek, ale powtarzalny wzorzec, który rozprzestrzenił się w całych populacjach roślin. Szczegóły opisano w czasopiśmie Nature Communications.
Dzikie pomidory z Galápagos zachowują się w niezwykły sposób
W analizie 56 próbek pobranych z różnych wysp naukowcy odkryli, że pomidory z bardziej rozwiniętych, wschodnich wysp nadal produkują alkaloidy podobne do tych spotykanych u współczesnych uprawianych odmian. Tymczasem na zachodzie, w surowym klimacie i na jałowej glebie, pojawiły się bardziej prymitywne związki chemiczne – ślady wcześniejszej ewolucyjnej epoki.
Czytaj też: “Fantastyczny żółw olbrzymi” wcale nie wyginął. Żyje dalej na Galapagos
Dzięki testom laboratoryjnym i modelowaniu chemicznemu, zespół zidentyfikował enzym odpowiedzialny za tę różnicę. Zaledwie kilka zmian w cząsteczce białka – czterech aminokwasów – wystarczyło, by aktywować “dawny” tryb produkcji alkaloidów. Ten powrót do przeszłości nie był efektem losowego błędu, lecz prawdopodobnie odpowiedzią na trudne warunki środowiskowe.
Dr Adam Jozwiak z UC Riverside mówi:
Jeśli zmienisz tylko kilka aminokwasów, możesz uzyskać zupełnie inną cząsteczkę. Ta wiedza może pomóc nam projektować leki, poprawiać odporność roślin na szkodniki albo nawet obniżać toksyczność warzyw.
Naukowcy znają już wcześniej przypadki tzw. atawizmów – pojedynczych mutacji, które przywracają dawne cechy. W eksperymentach udało się m.in. zmusić embriony kurczaków do rozwinięcia struktur przypominających zęby, co stanowiło echo ich gadzich przodków. Jednak nowość odkrycia z Galápagos polega na skali i dynamice zjawiska.
To nie przypadkowy błąd jednego osobnika, ale złożony proces, w którym cała populacja wraca do dawnych mechanizmów biochemicznych. W dodatku w niektórych roślinach doszło do odwrócenia nie jednego, lecz kilku genów – co sugeruje działanie silnej presji selekcyjnej. Innymi słowy: ewolucja nie tylko może się cofać, ale potrafi robić to szybko i skutecznie, jeśli warunki środowiskowe wymuszają adaptację do dawnych rozwiązań.
Oprócz fascynującego wglądu w to, jak elastyczna potrafi być ewolucja, odkrycie może mieć daleko idące konsekwencje praktyczne. Lepsze zrozumienie mechanizmów aktywacji “uśpionych” genów może przyczynić się do rozwoju precyzyjnej inżynierii genetycznej – takiej, która nie tyle “tworzy nowe cechy”, co potrafi kontrolować aktywność tych już istniejących, ale obecnie nieaktywnych.
Dr Adam Jozwiak dodaje:
Zanim zaczniemy projektować nowe leki czy mniej toksyczne warzywa, musimy zrozumieć, jak natura robi to sama. To badanie to krok w stronę tej wiedzy.
Historia dzikich pomidorów z Galápagos pokazuje, że natura – nawet jeśli coś kiedyś “porzuciła” – niekoniecznie to zapomniała. Mechanizmy ewolucyjne, które wydawały się wygasłe, mogą wrócić w odpowiednich warunkach. A dla naukowców to nie tylko dowód na dynamiczność życia, ale też otwarte drzwi do zrozumienia, jak działa biologiczna pamięć i jak możemy z niej korzystać.