Biologii de la Universitatea din California, Davis, au descoperit un mecanism genetic fascinant în copaci de nuc care a fost stabil în copaci de nuc și în strămoșii lor timp de 40 de milioane de ani. Acest lucru permite acestui copac să alterneze între florile masculine și cele feminine în fiecare sezon. Această descoperire despre nuc, publicată pe în revista Science, are unele asemănări tulburătoare cu determinarea sexului la oameni și alte animale. Te-ai întrebat vreodată cum evită plantele autopolenizarea? Plantele cu flori pot folosi diverse strategii aici. De exemplu, unele au structuri fizice care fac dificilă autopolenizarea, în timp ce altele produc plante masculine și feminine distincte. Unele specii ies în evidență mai mult prin adoptarea unei abordări mai dinamice care alternează florile masculine și feminine în același sezon. Este cazul nucilor, dar și nucilor și nucilor pecan. Fiecare nuc urmează astfel sistematic unul dintre cele două modele următoare cu o consistență remarcabilă: începe sezonul cu flori masculine sau cu flori feminine, apoi alternează. „Nucul și copacii de pecan prezintă dimorfism temporal care alternează între înflorirea masculină și feminină pe tot parcursul sezonului”, a explicat Jeff Groh, doctorand la UC Davis și autorul principal al studiului. „Acest lucru este cunoscut încă din anii 1800 dar nu a fost niciodată înțeles la nivel molecular”, lacune pe care studiul actual și-a propus să le umple. Conform rezultatelor, acest fenomen apare atât la nuci domestici, cât și la rudele lor sălbatice, cum ar fi nucul negru din California de Nord. La speciile sălbatice, raportul dintre copaci masculi și femele este de aproape 1:1.
Groh și profesorul Graham Coop de la Departamentul de Evoluție și Ecologie, conducătorul tezei sale de doctorat, au folosit date din programul de creștere a nucilor UC Davis și au urmărit, de asemenea, înflorirea nucilor negri din California de Nord prezenți în campusul lor universitar. Împărțindu-le în grupuri „în primul rând masculin” sau „în primul rând feminin”, cercetătorii și-au secvențiat genomurile și au identificat secvențele asociate cu această trăsătură. În copaci de nuc, ei au descoperit două variante ale unei gene legate de înflorirea „în primul rând feminin” sau „în primul rând masculin”. Acum, acest polimorfism genetic apare la cel puțin nouă specii de nuci și a rămas stabil timp de aproape 40 de milioane de ani. „Este destul de atipic să menții o variație pe o perioadă atât de lungă”, se întreabă Groh. În acest caz, cele două tipuri de înflorire se compensează reciproc. Dacă unul devine mai frecvent în populație, celălalt, mai puțin frecvent, beneficiază astfel de un avantaj reproductiv, care reechilibrează proporția. Acest mecanism ajută în cele din urmă la menținerea unui echilibru perfect 50:50 și la păstrarea variației genetice.
Groh a mai descoperit că arborii de pecan au un polimorfism genetic echilibrat care determină ordinea înfloririi, dar localizați într-o altă parte a genomului decât arborii de nuc. Acest polimorfism genetic la arborele de pecan, totuși, pare a fi chiar mai vechi decât cel al arborelui de nuc, datând de mai bine de 50 de milioane de ani. Deci, acest lucru ridică întrebarea: cum au ajuns nucii și nucii pecan, deși înrudiți, să aibă același mecanism de înflorire din gene atât de diferite? Potrivit studiului, este posibil ca strămoșii comuni ai acestor copaci să fi dezvoltat soluții similare. Cu toate acestea, este, de asemenea, posibil ca acest sistem de înflorire eșalonat să fi apărut și mai mult în urmă, poate cu aproximativ 70 de milioane de ani în urmă, și că mecanismele genetice exacte s-au schimbat în timp.
Studiul ridică un alt fapt intrigant: acest fenomen este similar cu funcționarea cromozomilor sexuali la animale, cu două variante structurale care se mențin reciproc în echilibru. La om, ca și la alte mamifere, de exemplu, cromozomii X și Y sunt menținuți în echilibru relativ printr-un mecanism în care creșterea unuia influențează potențialul de reproducere al celuilalt. Chiar și atunci când sunt foarte diferite, ființele vii par să aibă caracteristici comune.
