Na čiernych sopečných ostrovoch Galapág dochádza k zvláštnemu javu, ktorý by mohol prepísať niektoré zaužívané predstavy o vývoji druhov. Divoko rastúce paradajky tu totiž nevykazujú klasickú evolučnú cestu smerom k zložitosti a novosti, ale naopak. Vracajú sa k svojim pradávnym biochemickým zbraniam. Vedci majú podozrenie, že za tým stojí obyčajné prispôsobenie sa drsnému prostrediu.
Evolúcia, ktorá cúva
Evolúcia je často chápaná ako cesta smerom vpred. Organizmy si vyvíjajú nové vlastnosti, aby prežili v meniacom sa a častokrát nehostinnom svete. No paradajky na mladších, západných ostrovoch Galápag ukazujú, že niekedy je efektívnejšie oprášiť dávno zabudnutý „recept“ než vymýšľať nový.
Tieto rastliny totiž začali produkovať toxíny. Ich alkaloidy sú prakticky identické s tými, ktoré sa vyskytovali u ich prapredkov pred miliónmi rokov. Na rozdiel od paradajok na východných, starších ostrovoch (ktoré produkujú moderné formy alkaloidov známe aj zo súčasných druhov), ich západní „príbuzní“ produkujú molekuly nápadne pripomínajúce obrannú chémiu baklažánu.
Štyri aminokyseliny, ktoré všetko menia
Tím vedcov z Kalifornskej univerzity v Riverside, vedený molekulárnym biochemikom Adamom Jozwiakom, zistil, že túto „chemickú retroevolúciu“ má na svedomí prekvapivo malá zmena. Len štyri aminokyseliny v jednom enzýme. Tento enzým zodpovedný za syntézu steroidných glykoalkaloidov prešiel mutáciou, ktorá spôsobila návrat k starej verzii molekuly.
Vedci túto zmenu otestovali tak, že syntetizovali príslušný gén a vložili ho do tabaku. Výsledok? Tabak začal produkovať tie isté pradávne toxíny.
Prežitie ako návrat ku koreňom
Prečo však paradajky vôbec prešli na túto starú chémiu? Odpoveď môže tkvieť v životných podmienkach. Mladšie galapágske ostrovy ako Fernandina alebo Isabela sú suchšie, skalnatejšie a biologicky chudobnejšie než ich starší súrodenci. Pre rastliny to znamená menej možností spolupráce a viac hrozieb, od hmyzu až po huby.
Pradávna forma alkaloidu môže byť jednoducho účinnejšia v obrane. Ak teda prostredie pripomína to, v akom žili dávni predkovia, logicky dáva zmysel, že sa rastliny „vracajú späť“ k overeným stratégiám.
Tento prípad je jedným z mála, kde vedci môžu so značnou istotou povedať, že ide o návrat k pôvodnému biochemickému stavu, a to cez identické genetické cesty. Ide tak o jasný príklad takzvanej reverznej evolúcie, konceptu, ktorý bol dlho sporný.
Zároveň však otvára dvere do budúcnosti. Zistenia tímu môžu poslúžiť ako základ pre nové prístupy v šľachtení odolnejších plodín. Ak je možné zmeniť chuť, toxicitu alebo obranyschopnosť rastliny úpravou len niekoľkých aminokyselín, otvára sa široký priestor pre cielenú manipuláciu vlastností rastlín bez nutnosti používať chemické pesticídy.
Adam Jozwiak upozorňuje, že rovnaký princíp by sa mohol uplatniť aj pri iných plodinách, ako sú zemiaky alebo baklažány. Výzvou však zostáva nájsť správnu rovnováhu medzi bezpečnosťou, chuťou a odolnosťou. A tiež porozumieť tomu, ako na túto „retrochémiu“ vplýva prostredie. Pre vedu pritom ide o výnimočný moment – dôkaz, že život si občas pomáha tým, že sa vráti k niečomu, čo už raz fungovalo