به گزارش مجله زیوا به نقل از فوت و فن:
۱
گل‌ها با رنگ‌های جذابشان ما را مسحور می‌کنند، اما طبیعت گاهی شگفت‌انگیزترین داستان‌هایش را در چیزهایی پنهان می‌کند که کمتر به آن‌ها توجه می‌کنیم. یکی از این ویژگی‌ها در گل ختمی، الگوی چشم‌گاوی یا حلقه‌ی رنگی‌ای است که در پایه‌ی گلبرگ‌ها دیده می‌شود؛ الگویی که گرده‌افشان‌ها را جذب می‌کند و تصور می‌شود برای تولیدمثل گل حیاتی است. با این حال، پژوهش‌های تازه نشان می‌دهد که بسیاری از گونه‌های ختمی این الگو را از دست داده‌اند. این سؤال پیش می‌آید که چرا تکامل ویژگی‌ای به این مهمی را حذف کرده است؟
الگوی چشم‌گاوی؛ ابزار جذاب برای جذب زنبورها
زنبورها عاشق لکه‌های پررنگ گلبرگ‌ها هستند
الگوی چشم‌گاوی که در پایه‌ی گلبرگ‌های گل ختمی دیده می‌شود، فراتر از زیبایی‌شناسی است. این لکه‌ها در حقیقت نقش راهنما را برای گرده‌افشان‌ها، به‌ویژه زنبورهای بزرگ، ایفا می‌کنند و آن‌ها را به سمت مرکز گل هدایت می‌کنند.
این نواحی تیره سرشار از رنگ‌دانه‌هایی به نام آنتوسیانین هستند. آنتوسیانین‌ها نور فرابنفش کمتری منعکس می‌کنند و تضاد بیشتری برای دید زنبورها ایجاد می‌کنند.
«ما دریافتیم زنبورهای بزرگ به‌وضوح گل‌هایی با چشم‌گاوی‌های بزرگ و تیره را ترجیح می‌دهند که آن‌ها را به سمت مرکز گل هدایت می‌کند،» می‌یئو، دانشجوی دکتری در گروه دکتر ادوویژ مویرود در دانشگاه کمبریج چنین توضیح می‌دهد.
در نظریه، این ترجیح زنبورها باید منجر به تکامل و گسترش این الگوها در نسل‌های بعدی شود. اما…
وقتی طبیعت برخلاف انتظار عمل می‌کند
گونه‌هایی که الگو را از دست داده‌اند
برخلاف انتظار، پژوهش‌گران مشاهده کردند که برخی گونه‌های گل ختمی مانند Hibiscus verdcourtii کاملاً این الگوها را از دست داده‌اند. گونه‌هایی مانند H. richardsonii نیز الگوهایی بسیار کم‌رنگ و کمرنگ‌شده دارند.
این تناقض کنجکاوی پژوهش‌گران را برانگیخت و آن‌ها به بررسی دقیق‌تر ژنتیک پشت این تغییرات پرداختند.
کشف راز ژنتیکی پشت الگوی چشم‌گاوی
نقش کلیدی ژن BERRY1
پژوهش‌گران ژنی به نام BERRY1 را شناسایی کردند که نقش اصلی در تولید یا حذف الگوی چشم‌گاوی دارد. وقتی این ژن فعال باشد، آنزیم‌هایی تولید می‌شود که فرآیند ساخت رنگ‌دانه‌ها را در پایه گلبرگ‌ها فعال می‌کند.
در H. trionum این ژن کاملاً سالم عمل کرده و منجر به ایجاد چشم‌گاوی‌های بنفش بزرگ می‌شود. اما در H. richardsonii ژن دچار جهش‌های مختلفی شده، از جمله کدهای توقف زودرس و توالی‌های اضافه‌شده که عملکرد آن را غیرفعال می‌کند.
در برخی جمعیت‌های H. verdcourtii این ژن به‌طور کامل حذف شده و اثری از الگوی چشم‌گاوی دیده نمی‌شود.
دکتر مویرود می‌گوید: «ویژگی‌های ظاهری گل مانند چشم‌گاوی‌ها فقط زیبا نیستند، بلکه بر تولیدمثل و بقا تأثیر واقعی دارند.»
الگوهای تکرارشونده در حذف چشم‌گاوی
تکامل همگرا در گونه‌های مختلف
موضوع شگفت‌انگیز آن است که نه‌تنها چشم‌گاوی‌ها حذف شده‌اند، بلکه این روند در گونه‌های مختلف و با مکانیسم‌های مشابه رخ داده است. این پدیده که تکامل تکراری یا همگرا نام دارد، به‌ندرت در سطح ژنتیکی دیده می‌شود و بینشی ژرف در مورد چگونگی شکل‌گیری تنوع زیستی ارائه می‌دهد.
اینکه گل‌ها در مسیرهای تکاملی مختلف، اما با نتایج مشابه حرکت کرده‌اند، نشان می‌دهد که فشار انتخابی قوی‌ای برای حذف این الگوها در برخی شرایط وجود داشته است. به عبارت دیگر، هزینه‌ی حفظ این الگوها در برخی محیط‌ها از مزایای آن بیشتر بوده است.
رنگ کمتر، محافظت بیشتر
سود پنهان در حذف آنتوسیانین‌ها
دلیل این انتخاب طبیعی ممکن است در مسیرهای زیستی رنگ‌دانه‌ها نهفته باشد. مسیر تولید آنتوسیانین (برای رنگ) با مسیر تولید فلاوونول‌ها (برای محافظت در برابر UV) یکسان است و این دو بر سر منابع اولیه رقابت می‌کنند.
در گل‌هایی مانند H. richardsonii که ژن BERRY1 معیوب است، تولید آنتوسیانین متوقف می‌شود و منابع بیشتر به ساخت فلاوونول اختصاص می‌یابد. این ترکیبات اگرچه برای زنبورها نامرئی‌اند، اما محافظت UV بهتری ایجاد می‌کنند.
اندازه‌گیری‌های میدانی نشان داد که گل‌های بدون چشم‌گاوی، سطوح بسیار بالاتری از فلاوونول در پایه گلبرگ‌های خود دارند.
در محیط‌هایی با تابش UV بالا یا وابستگی کمتر به گرده‌افشان‌ها، انتخاب طبیعی ممکن است به نفع گل‌هایی باشد که رنگ را قربانی حفاظت می‌کنند.
ویژگی‌های گل، داستان بقا را روایت می‌کنند
توازن بین تولیدمثل و بقا
تحول ظاهری گل ختمی فقط مربوط به رنگ نیست، بلکه بازتابی است از فشارهای محیطی که در طول زمان نتایج ژنتیکی را شکل داده‌اند. برای گیاهان، نیاز به تولیدمثل باید با نیاز به بقا هماهنگ شود.
می‌ئو توضیح می‌دهد: «درک نحوه‌ی تکامل رنگ‌ها و الگوهای گل، ما را به سوی پاسخ‌های بزرگ‌تر در مورد چگونگی پیدایش تنوع در طبیعت هدایت می‌کند.»
این دانش حتی در کشاورزی نیز قابل بهره‌برداری است. با تغییر بیان ژن‌هایی مانند BERRY1، می‌توان گونه‌هایی با ویژگی‌های مطلوب گل ایجاد کرد که با شرایط اقلیمی و نیازهای گرده‌افشانی هماهنگ باشند.
نمایش زنده‌ی تکامل گل در نمایشگاه چلسی ۲۰۲۵
این پژوهش فقط در آزمایشگاه باقی نمانده است. در نمایشگاه گل چلسی ۲۰۲۵، تیم دکتر مویرود دو گونه گل ختمی را به نمایش گذاشته است؛ یکی با چشم‌گاوی بزرگ و دیگری بدون آن.
این نمایشگاه شامل تصویربرداری زنده با میکروسکوپ الکترونی و تصاویر تعاملی از یافته‌هاست تا بازدیدکنندگان بتوانند نحوه عملکرد تکامل گل را هم در سطح ژنتیکی و هم در سطح ظاهری مشاهده کنند.
حذف چشم‌گاوی؛ گامی در مسیر بقا
هر گلبرگ حامل پیامی مولکولی است. در گل ختمی، این پیام می‌تواند به‌سادگی ناپدید شود؛ با جهش، نور فرابنفش یا تغییر ترجیحات گرده‌افشان‌ها.
حذف چشم‌گاوی شاید در نگاه اول، یک عقب‌گرد به نظر برسد، اما در واقع، گامی جانبی در رقص طبیعت برای بقاست.
همان‌گونه که این پژوهش نشان می‌دهد، تنوع زیستی نه از تغییر صرف، بلکه از تکرار پدید می‌آید. طبیعت بارها و بارها یک مسیر را امتحان می‌کند، گاه با نتایج متفاوت، گاه با نتایجی مشابه.
در این میان، هر شکوفه، روایت آرامی از نیروهایی است که زندگی را شکل می‌دهند؛ گاهی این روایت در حلقه‌ی محوشونده‌ی گل نوشته می‌شود.
این مطالعه در مجله New Phytologist منتشر شده است.
