A világ legöregebb fájának titka

Az amerikai Utah államban található az a különleges erdő, amely több tízezer remegő nyárfából áll: a Pando. A Pando genetikai vizsgálatai segítettek a kutatóknak felderíteni ennek az óriási nyárfacsaládnak a korát, és új betekintést nyújtottak a földi élővilág történetébe. 

A kutatók a Pando DNS-mintáinak szekvenálásával 16 000 és 80 000 év közötti életkort becsültek a növénykolóniának, amely így az egyik legidősebb ismert organizmus a bolygón. A genetikai elemzések révén arra is fény derült, hogyan változott és alkalmazkodott az idő múlásával. A felfedezéseket október végén tették közzé, azonban a tanulmány még nem esett át szakértői bírálaton. „Nagyon izgalmas egy ilyen ikonikus organizmust tanulmányozni” – mondja Rozenn Pineau, a Chicagói Egyetem növényi evolúcióval foglalkozó genetikus kutatója. „Fontosnak tartom, hogy az emberek jobban megismerjék a világ természeti csodáit.”

Egy hatalmas, különleges fa

A Pando, mely nevének jelentése latinul „terjedek”, egy 42,6 hektáron elterülő nyárfaállományt jelent, több mint 47 000 törzsből áll, de mindegyik egyetlen, közös gyökérrendszerhez kapcsolódik. Mivel a Pando triploid – azaz sejtjeiben három kromoszómasor található a szokásos kettő helyett –, nem képes a szokásos módon szaporodni. Így pedig nem keveredik más fákkal, hanem klónokat hoz létre önmagából. Habár a klónozódással létrejövő utódok genetikailag azonosak, a sejtek osztódása során genetikai mutációk halmozódhatnak fel. Ezek az apró eltérések betekintést nyújtanak abba, hogyan változott a növény azóta, hogy az első hajtás megszületett. Bár már vizsgálták bizonyos növények és gombák mutációs terjedését, a több ezer éves organizmusok, mint a Pando, kevésbé kerültek az érdeklődés középpontjába. „Meglepő számomra, hogy eddig még nem foglalkoztak komolyabban a Pando genetikai vizsgálatával, hiszen rendkívül érdekes” – mondja William Ratcliff, az atlantai Georgia Műszaki Intézet evolúcióbiológusa, a tanulmány társszerzője.

A kutatócsoport a Pando különböző részeiről, például a gyökereiről, kérgéről, leveleiről és ágairól vett mintákat. Összehasonlítás céljából más, Pandotól független nyárfákból is gyűjtöttek mintákat, majd ezekből DNS-t vontak ki, szekvenálták, és a teljes genom egy részletét elemezték. Miután kizárták azokat a genetikai változatokat, amelyek a Pando és a környező fákban egyaránt megtalálhatók, valamint a mutációkat, körülbelül 4 000 genetikai variánst tudtak azonosítani, amelyek a Pando több ezer éves klónozódása során alakultak ki.

Meglepő genetikai mintázatok

Az elemzések során váratlan eredmények születtek. Azt várták, hogy a térben közelebb álló fák genetikai szempontból is hasonlóbbak, de ez nem teljesen így van. Bár a közelebbi fák több hasonló mutációt mutattak, mint a távolabb esők, a különbség sokkal kisebb volt, mint amire a kutatók számítottak. 1-15 méteres távolságon belül a tendencia jelentősebb volt a közeli és távoli törzsek mutációi között. Pando olyan, mintha egy jól összekevert genetikai információs csomag lenne. A Pando genetikai adatait egy elméleti evolúciós modellbe illesztve a kutatók a fa életkorát is megbecsülték. Az eredmények 16 000 és 80 000 év közé tették a növény kolónia korát.

A csapat azt is vizsgálta, hogy mi lehet a fa rendkívüli életerejének titka. Pineau szerint a Pando triploid tulajdonsága nagyobb sejtekhez vezethet, és így erősebb és ellenállóbb. Ezáltal a meglévő klónok tartósabbak lehetnek, mint az új, vegyes eredetű utódok. Philippe Reymond, a Lausanne-i Egyetem növények és növényevő állatok közötti kölcsönhatásokkal foglalkozó kutatója szerint a felfedezések arra utalnak, hogy a növények és fák „valamilyen mechanizmussal rendelkezhetnek a genetikai mutációk elleni védelem érdekében”. Ez a megállapítás rendkívül érdekes lehet a tudósok számára, és Reymond szerint a jövőbeni kutatások célja ennek a pontos mechanizmusnak a sejtszintű felfedezése lehet. Ratcliff bízik benne, hogy a további kutatások feltárják majd a Pando teljes genetikai történetét. A Pando vizsgálata, amely a világ egyik legidősebb és legnagyobb élőlényének számít, nemcsak az evolúció szempontjából kiemelkedő, hanem az ökológiai és genetikai kutatások szempontjából is új távlatokat nyit meg.

Az ellenség

A hatalmas fának azonban egyetlen ellensége mégis van, az időjárás. A terület éghajlata ugyanis a Pando fejlődésével együtt nagyjából állandó volt. A kolónia ugyan hozzászokott, hogy a lakhelyéül szolgáló hegységet időnként melegebb és szárazabb léghullámok is elérik a környező sivatag felől, az utóbbi évtizedekben azonban egyre növekszik a szélsőséges időjárási események száma. Egyre több hőhullám éri el a térséget, illetve a csapadék eloszlása is egyre rapszodikusabb. Ez pedig negatívan befolyásolja a vegetációs folyamatokat, a levelek növekedését, a fák élettartamát és nagyságát, azaz az egész ökoszisztéma egyensúlyát. Ezen kívül a hatalmas gyökérrendszer a vízkészletekhez is egyre nehezebben jut hozzá.