Florile de nuc își schimbă sexul în fiecare sezon de 40 de milioane de ani încoace

V-ați întrebat vreodată cum evită plantele să se autopolenizeze? Nucii au evoluat astfel încât să prevină acest lucru, separând în timp înflorirea florilor masculine de a celor feminine. Florile de nuc de un anumit sex înfloresc primele, fiind urmate, după o vreme, de celelalte.

Nucii pot fi diferiți în funcție de sexul florilor care înfloresc primele, fie cele feminine, fie cele masculine, și știm acest lucru încă din 1877, când Charles Darwin a observat acest fenomen. Acest tipar a fost remarcat atât la nucii cultivați, cât și la rudele lor sălbatice, în rândul cărora raportul dintre arborii care încep cu flori feminine și cei care încep cu flori masculine este de aproximativ 1:1.

• Cercetătorii au descoperit că anotimpurile Pământului sunt ciudat de desincronizate
• Test de cultură generală. Care este animalul cu cea mai puternică mușcătură?

Abia în anii 1980 s-a descoperit că acest fenomen este determinat de un singur locus genetic, identificat de Scott Gleeson, student la UC Davis (SUA). Cu toate acestea, mai erau multe lucruri de înțeles despre modul în care funcționează florile de nuc.

Cum funcționează florile de nuc?

„Nucii și pecanii prezintă un dimorfism temporal, alternând între înflorirea masculină și cea feminină pe parcursul sezonului. Acest fenomen este cunoscut încă din secolul al XIX-lea, dar până acum nu a fost înțeles la nivel molecular”, a declarat Jeff Groh, student la biologie populațională la UC Davis și autor principal al unui nou studiu.

Studiul realizat de Groh și de colegii săi a analizat în detaliu determinarea sexului în familia de arbori Juglandaceae, care include nucii, hickory și pecanii. Cu sprijinul profesorului Graham Coop, de la Departamentul de Evoluție și Ecologie, cercetătorii au colectat date din programul de reproducere a nucilor al UC Davis și de la nucii negri de California din campus.

Oamenii de știință au determinat care arbori încep cu flori feminine și care cu flori masculine, apoi au secvențiat genomurile lor pentru a identifica tipare asociate acestui caracter. Rezultatele au arătat că, în cazul nucilor, există două variante ale genei identificate de Gleeson, care influențează ordinea în care înfloresc florile. Aceste variante au fost observate la cel puțin nouă specii de nuci și s-a constatat că sistemul este stabil de aproximativ 40 de milioane de ani, notează IFL Science.

Copacii care seamănă cu mamiferele mai mult decât am crezut

Studiul a examinat și pecanii, descoperind că și aceștia au o strategie de înflorire controlată de o regiune genetică distinctă, dar situată într-o altă parte a genomului decât la nuci. Pentru pecani, acest mecanism a evoluat cu aproximativ 10 milioane de ani mai devreme și poate reprezenta un exemplu de evoluție convergentă, în care un strămoș comun a inițiat tendința, iar mecanismul genetic exact s-a schimbat treptat.

Mai mult, sistemul pare să mențină un echilibru de 1:1 între arborii care încep cu flori feminine și cei care încep cu flori masculine. Când un tip devine mai frecvent, celălalt câștigă un avantaj reproductiv, restabilind echilibrul. Acest fenomen este similar cu modul în care funcționează cromozomii sexuali la animale.

„Este destul de atipic să se mențină variația pe o perioadă atât de lungă și există o paralelă clară cu un mod comun de determinare a sexului”, a explicat Groh.

Sistemul care păstrează echilibrul de 50:50 între nucii cu flori feminine și cei cu flori masculine este asemănător cu modul în care cromozomii X și Y la oameni (și alte mamifere) sunt menținuți în echilibru prin influența pe care un surplus al unuia o are asupra potențialului reproductiv al celuilalt.

Studiul a fost publicat în revista Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Microplasticele au fost descoperite pentru prima dată în plămânii delfinilor

Declinul populațiilor de animale sălbatice, aproape de un punct fără întoarcere

O descoperire surprinzătoare sub fundul mării. „Am fost surprinși pentru că nu știam că există acolo”

Test de cultură generală. Care țară nu are țânțari?