Empfohlen 2019

Tipp Der Redaktion

Koalas kühlen sich ab, indem Sie sich an Bäumen festhalten
Die Wissenschaftstinte von Moby Dick
Wann entstand die Populationsgenetik?

Eine Geschichte von zwei Bäumen: Epigenetik bringt Klone zum Auseinanderdriften

Anonim


Alle Klone sind nicht gleich.

Was ist die Nachricht: Förster haben längst bemerkt, dass Bäume mit den gleichen Genen, wenn sie in separaten Baumschulen gezüchtet werden, sehr unterschiedliche Reaktionen auf Dürre haben. Während einer durch magere Zeiten schießt, sinkt der andere. Warum die Divergenz?

Wissenschaftler haben nun herausgefunden, dass Doppelbäume, die getrennt aufgezogen werden, genau wie menschliche Zwillinge verschiedene Gene exprimieren. Mit anderen Worten, Pflege wirkt sich auf die Natur aus.

Was ist der Kontext:

  • Kommerziell angebaute Bäume sind oft genetisch identisch: Sie sind Klone eines längst vergangenen Baumes, der genau die richtigen Eigenschaften für sandige Böden oder den hellsten Apfel hatte. Einige Klonlinien sind ziemlich alt - dieser junge Ahorn in Ihrer Straße könnte der genetische Zwilling eines Baums sein, der in den 1850er Jahren lebte.
  • Während Klone die gleichen Gene haben wie andere, ist es eine Funktion der Epigenetik, ob diese Gene gleich exprimiert werden. Die Addition von Methyl-Tags an DNA-Basen, als Methylierung bezeichnet, ist eine epigenetische Änderung, die die Transkription einiger Gene ermöglicht, während andere dies nicht tun. Wie Zellen jedoch ihre Signale dazu bringen, DNA zu methylieren oder zu demethylieren, ist immer noch unscharf.

Wie zur Hölle:

  • Das Team verglich Pappelklone, die in separaten Baumschulen gezüchtet wurden. Es war nichts Ungewöhnliches, wie die Bäume aufgezogen wurden - sie wurden alle unter normalen Bedingungen in Innenräumen angebaut. Aber sicher genug, zeigten zwei der drei Sorten, wenn sie kein Wasser hatten, unterschiedliche Reaktionen, je nachdem, wo Bäume gewachsen waren.
  • Bei näherer Betrachtung stellte das Team fest, dass die Methylierungsmuster der DNA der Bäume recht unterschiedlich waren.
  • Eine Untersuchung aller transkribierten Gene zeigte außerdem, dass die Bäume eines Standorts einen Satz zur Bekämpfung der Dürre einsetzten, während die Zwillinge des anderen Standorts einen anderen verwendeten.
  • Sie stellten auch fest, dass je länger eine bestimmte Sorte als Klon gezüchtet worden war - eine Pappelsorte beispielsweise, die auf das frühe 20. Jahrhundert zurückgeht - und je länger ein Paar Bäume einen gemeinsamen Klon-Vorfahren hatte, desto divergent die Antwort der Klone auf Dürre.
  • Sie überprüften die Genome der Bäume, um zu sehen, ob sie im Laufe der Jahre eine oder zwei zufällige Mutationen festgestellt hatten, aber innerhalb jeder Sorte waren die DNA-Sequenzen identisch. Dies legt die faszinierende Möglichkeit nahe, dass sich epigenetische Veränderungen im Laufe der Zeit ansammeln, so dass Bäume aus älteren Klonlinien eher dazu neigen, eine unterschiedliche Reaktion auf Stress zu zeigen. Wissenschaftler haben in der Tat ähnliche Auswirkungen mit identischen Zwillingen beobachtet, wenn sie älter werden.

The Future Holds: Zusätzlich zu diesen neuen Erkenntnissen über die Epigenetik hat das Ergebnis praktische Anwendung: Bewirtschaftete Wälder haben oft große Baumstreifen mit den gleichen Genen, was bedeutet, dass ein ganzer Hain zerstört werden kann, wenn ein Erreger oder ein Umweltstressor angreift. die Forscher weisen darauf hin. Wenn Förster Klone jedoch nach diesen epigenetischen Eigenschaften klassifizieren können, können sie einen robusteren Wald pflanzen, der einige Bäume hat, die Trockenheit widerstehen können, und andere, die Hochwasser standhalten.

Referenz: Sherosha Raj, Katharina Bräutigam, Erin T. Hamanishi, Olivia Wilkins, Barb R. Thomas, William Schroeder, Shawn D. Mansfield, Werk Aine L. und Malcolm M. Campbell. Die Klongeschichte prägt die Dürreperioden von Populus . Verfahren der National Academy of Sciences, 11. Juli 2011 DOI: 10.1073 / pnas.1103341108

Top