Capítulo
XIII: sexto y último pago / resistencia
Hasta
ahora hemos visto que la domesticación ha conllevado la aparición de
determinados alelos que no son sino versiones inutilizadas de determinados
genes, sin embargo dichos alelos han permitido que ciertos genes se expresen
más de la cuenta (incrementando el tamaño del grano), que otros genes no se
expresen (generando espigas no quebradizas y granos adherentes blancos y más
nutritivos) y que otros genes alteren la regulación genética de la planta
(creando plantas erectas y/o aromáticas). Pero
la domesticación no solo ha conllevado esto, sino el perfeccionamiento de ciertos
genes, que han ido generando nuevos alelos cada vez más eficaces en una lucha
interminable: contra los parásitos.
El
hongo Magnaporthe oryzae es conocido como “hongo de la podredumbre del arroz”,
en inglés se le llama “rice blast fungus”, “rice rotten neck” o “Johnson spot”
entre otros muchos nombres. Se trata de un hongo que aprecia muchísimo al
arroz, de hecho es uno de sus principales consumidores: sus esporas se adhieren
a las hojas o tallos mediante unas ventosas llamadas «apresorios», a continuación
el hongo se introduce dentro del tallo o la hoja a la que está aferrada y lo
consume por dentro. Para los agricultores es una pesadilla ya que destruye los
cultivos con gran agresividad,.Imagen hongo.No es de extrañar que los
agricultores hayan tendido a seleccionar plantas cada vez más fuertes y
resistentes a tales patógenos. A nivel genético, este comportamiento implica
indirectamente la selección de aquellos alelos más eficientes combatiendo las
distintas enfermedades. En las plantas los genes responsables de esta tarea se
conocen como “genes de resistencia”, habiéndose identificado en el arroz más de
80 genes diferentes de los que 13 de ellos ya se han aislado. Entre los cuales
uno de los más interesantes es el grupo de genes conocidos como «Pik» (ref.
67)
.
لقد رأينا، حتى الآن، بأن التدجين قد
قاد إلى ظهور أليلات محددة، لا تشكل سوى إصدارات غير مستخدمة لجينات محددة، مع ذلك،
سمحت تلك الأليلات بأن تعبر جينات محددة بأكثر من اللازم (زيادة بحجم الحبوب)، وأن
لا تعبر جينات أخرى (تولد سنابل غير متقصفة وحبوب بيضاء لصيقة ومغذية أكثر) وتسبب
جينات أخرى بحرف التوازن الجيني للنبات (خلق نباتات منتصبة و / أو روائحية).
لم يحقق التدجين هذا فقط، بل ساهم
بتحسين جينات محددة، وهو أمر ولَّدَ تدريجياً أليلات جديدة متزايدة الفعالية في
صراع لا نهاية له مع الطفيليات.
يُعرَفْ الفطر Magnaporthe
oryzae
باسم "فطر تعفُّن الأرُّز"، ويملك عدة أسماء إنكليزية: rice
blast fungus، rice rotten neck أو Johnson
spot،
بين أسماء عديدة أخرى.
يعشق هذا الفطر الأرز، حيث يضع أبواغه على أوراق وساق
الأرز، بحيث تتسلل إلى داخلها وتتغذى عليها.
هذا الفطر كابوس حقيقي لمزارعي
الأرز، ولهذا ليس بغريب سعيهم الحثيث نحو امتلاك نباتات مقاومة أكثر بمواجهة هكذا
آفات. على مستوى جيني، يستلزم هكذا سلوك، انتقاء غير مباشر لتلك الأليلات الفعالة
المكافحة لأمراض مختلفة. تسمى الجينات المسؤولة عن تنفيذ هذه المهمة "جينات
مقاومة"، حيث جرى تحديد أكثر من 80 جين مختلف في الأرز، وجرى عزل 13 جين منهم
حتى الآن. بين تلك الجينات واحد بالغ الاهمية هو المسمى Pik (مرجع 67).
كما قلنا في فصول سابقة، ينحدر الأرز
من أسلاف بجينومات مضاعفة، سيولِّدْ هذا الحدث جينين Pik سلفين، اللذان،
سيولدان مجموعة جينات Pik-1 ومجموعة أخرى هي Pik-2، التي تطورت نحو
امتلاك وظائف شبيهة لدى إسهامهما في ذات المسار الجيني. وإن يكن هناك سلالتين
من الجينات حاضرة في ذات الكائن، فمن المثير أنهما قد تطورا بشكل متكافيء (مرجع
67).
كذلك، وُجِدَ أنه بين جميع أنواع الجينات Pik، يملك الأرز البري
النوع Pik-p فقط، بينما يمتلك الأرز المزروع الأنواع Pik، Pik-m (مرجع 67). كيف
تعمل جينات كهذه؟
يمتلك الفطر Magnaporthe oryzae مجموعة جينات تسمى
معاً AVR-Pik، بالرغم من عدم معرفة وظيفتها الأساسية، هناك شكوك فيها كجينات
تنتج بروتينات أساسية بعملية الإنتان المرضيّ والعدوى. مع ذلك، بتذكر الأجسام
المضادة، تقوم جينات الأرز Pik بتركيب بروتين
يتعرف على بروتينات AVR-Pik دون استخدامها،
وبالتالي، منع تحقيق العدوى المرضية التي يسببها الفطر (مرجع 26).
عدوّ الأرز، الفطر Magnaporthe
oryzae،
نجد اصابات ناجمة عنه في (a) ، (b) و(c)؛ بوغ (d) (alias conidio )؛ خيوط فطرية (e) على جسم النبات؛
دورة حياة الفطر (f). المصدر: Nature
بالنسبة لأخصائيي علم الأحياء
الجزيئي، يشبه الإرتباط بين الجهاز الدفاعي للأرز وعوامل الفطر المرضيّة عملية
سباق تسلح لا يُحسَدْ عليه في حرب باردة.
بحسب الدراسات الجزيئية، قبل تدجين
الأرز، فمن المألوف امتلاك الفطر لجينات AVR-Pik
tipo D
تساهم بإصابة الأرز البري، لكن، يصبح التحديد أفضل مع الجينات Pik-p وجينات أخرى مقاومة
إضافية. فلن يكفي أن يطور الفطر Magnaporthe
oryzae
الجينات AVR-Pik tipo E التي بإمكانها تجاوز الدفاعات التي توفرها جينات Pik-p للنوع البري Oryza
rufipogon
(مراجع 26، 67). ثم يصل تدجين الأرز وتوجه المزارعين نحو خلق نسخة مقاومة أقوى،
بصورة غير واعية، فقد انتقوا نباتات بجينات مجهزة أكثر لأجل المعركة. هكذا،
وُلِدَتْ الجينات Pik* والتي ستساهم
بإلغاء فعالية الجينات AVR-Pik tipo D y tipo E للفطر. فلن يكفي حدوث طفرات في الجينات AVR-Pik tipo E التي طورت جينات AVR-Pik
tipo A
والتي تساهم بمكافحة Pik-p و Pik* (مراجع 26، 67).
مع هذا، استمرّ الإنتقاء. ستظهر، بوقت
لاحق، الجينات Pik-m، ستكون فعاليتها كبيرة بتثبيط فعل بروتينات مركبة من قبل الجينات AVR-Pik
tipo D، tipo E y tipo A. عملياً، جرى التغلب على كل مناهج الهجوم التي ابتكرها الفطر مرة
إثر أخرى.
مع ذلك، سيجري أمر، يُعكّر هذه الفرحة، حيث تحدث طفرة في الجينات AVR-Pik
tipo E،
كجينات سلف للجينات AVR-Pik tipo A ستولد طفرة عبر
متغير آخر، الجينات AVR-Pik tipo C، القادرة على تحاشي
دفاعات Pik-p، Pik* و Pik-m. بمواجهة الجينات AVR-Pik
tipo C،
للآن لم يتمكنوا من تحضير دفاعات فعالة والمعركة متواصلة (مراجع 26، 67).
لدى الطفرات، المسؤولة عن ظهور
تغيرات في الوظيفة والتنظيم للجينات، آثار من كل نوع. قد تتمكن من تغيير معدل
تعبير الجين، بحيث تكون آثاره بقيمة أقلّ؛ كذلك يمكنها تثبيط فعل جين، حيث لا
يتمكن من لعب دوره.
وهذا ليس سيئاً بالجوهر، فكما رأينا، فقد خلق هذا نباتات
بقيمة غذائية كبيرة، ذات قدرة إنتاجية أكبر، تسهيل حصادها وزراعتها. بعيداً عن
إلصاق السلبية بها، وانطلاقاً من نقطة الكفاءة التكاثرية، سمحت تلك الطفرات
بتحقيق نجاحات كبرى أفادت المزارعين، حيث تضاعف الانتاج. لكن، وكما شاهدنا، فلا
يقتصر عمل الطفرات على "تعطيل" جينات، بل يمكنها القيام بكل ما هو معاكس، مثل تصويب عملها، كما حدث في سباق التسلح بين الفطر Magnaporthe
oryzae
والأرز المزروع.
سباق التسلح بين الفطر Magnaporthe
oryzae
ونبات الأرز Oryza sativa. تشير الخطوط
المتواصلة إلى إلغاء "بروتين مهاجم" للفطر بسبب "بروتينات
دفاعية" للأرز. فيما تشير الخطوط المتقطعة إلى "بروتينات دفاعية"
معطلة تجاه "بروتينات مهاجمة" محددة للفطر. هو عبارة عن مثال للهجوم
والهجوم المضاد بكل ما تحمل الكلمة من معنى. المصدر: مرجع 26
قد يهمكم الإطلاع على مواضيع ذات صلة
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق