390 miliona godina stara mahovina zvana Takakia živi na nekim od najudaljenijih mesta na Zemlji, uključujući ledene litice Tibetanske visoravni. U decenijskom projektu, tim naučnika popeo se na neke od najviših vrhova na svetu kako bi pronašao Takakiju, sekvencionirao njen DNK po prvi put i proučio kako klimatske promene utiču na mahovinu.
Njihovi rezultati, objavljeni u Cell , pokazuju da je Takakia jedna od najbrže evoluirajućih vrsta ikada proučavanih – ali verovatno se ne razvija dovoljno brzo da preživi klimatske promene.
Takakia je mala, sporo rastuća mahovina koja se može naći samo u malim delovima na Tibetanskoj visoravni, kao iu zemljama Japana i SAD. Istraživači su preduzeli 18 ekspedicija kako bi stigli do 4.000 metara visokog doma mahovine na Himalajima, prikupili uzorke i proučavali njeno stanište. „Počeli smo da opišemo i analiziramo živi fosil“, kaže autor Ralf Reski, biljni biotehnolog sa Univerziteta u Frajburgu u Nemačkoj.
„Na Himalajima možete doživeti četiri godišnja doba u jednom danu“, dodaje biljni biolog i vođa koekspedicije Ruoiang Hu, član tima sa Capital Normal Universiti u Kini. „U podnožju planine je sunčano i vedro. Kada dođete do polovine puta, uvek pada slaba kiša — osećate se kao da hodate u oblaku. A kada dođete do vrha, pada sneg. i veoma je hladno“.
„Samo polovina puta je dostupna autom. Morali smo da se popnemo na preostali put“, kaže vođa koekspedicije i kolega biljni biolog na Univerzitetu Capital Normal, Ksuedong Li. Svetlozeleni Takakia sporofiti se javljaju sinhrono oko 10 dana nakon topljenja snega u junu. Zasluge: Cell/Hu et al.
Takakia je već bila stara 100 miliona godina kada su se Himalaji podigli ispod nje, dramatično promenivši njeno stanište i primoravši je da se brzo prilagodi – što je i učinio. „Ideja je bila da se što dublje uđe u istoriju prvih kopnenih biljaka da vidimo šta nam one mogu reći o evoluciji“, kaže Reski. „Otkrili smo da je Takakia trenutno genom sa najvećim brojem brzo evoluirajućih gena. Veoma je aktivna na genetskom nivou.“
Tim je otkrio da je Takakijin ekstenzivni genom evoluirao tokom generacija selekcije kako bi se istakao u popravljanju slomljene DNK i oporavku od oštećenja UV zračenja, između ostalog.
„Biljke Takakije su prekrivene jakim snegom osam meseci svake godine, a zatim su podvrgnute ultraljubičastom zračenju visokog intenziteta tokom četvoromesečnog svetlosnog perioda“, kaže Jikun He, autor i kolega biljni biolog sa Capital Normal Universiti. Kao odgovor, biljke su prilagodile sposobnost rasta na različitim lokacijama koristeći fleksibilni sistem grananja. „Kao rezultat, ovo kontinuirano grananje formira mrežnu strukturu i veoma čvrstu strukturu stanovništva, koja može efikasno da se odupre invaziji jakih snežnih oluja.“
Sekvenciranje Takakijinog genoma takođe pomaže da se okonča dugogodišnja debata o njegovoj klasifikaciji. „Ljudi su se pitali, da li je to zaista mahovina? Ili je nešto poput alge ili jetrenjače? Zato što ima kombinaciju drevnih osobina“, kaže Reski, „ali naš rad pokazuje da je to mahovina.“
Dok se Takakijin genom dramatično promenio tokom vremena, njegova morfologija se jedva promenila. „Obično biste pomislili, ako imate mnogo mutacija u svom genomu, u nekom trenutku će se oblik promeniti. Nadamo se da će ovi nalazi inspirisati potpuno novo polje proučavanja – evoluciju koja uključuje promenu genoma i statičku morfologiju“, kaže Reski.
Tim je takođe proučavao Takakijino okruženje koristeći satelitske vremenske podatke, opremu koja je proučavala „mikroklimu“ biljke i kamere sa vremenskim intervalom koje su posmatrale veće promene životne sredine koje se dešavaju u širem ekosistemu. Otkrili su da se klima stalno zagreva i da se glečeri na visoravni brzo tope. Takođe su primetili da mahovina doživljava veće UV zračenje nego ikada ranije.
Studije koje je tim sproveo u laboratoriji pokazale su da je nivo UV zračenja koji Takakia sada doživljava dovoljan da ubije čak i druge biljke prilagođene teškim uslovima.
Pored toga, istraživači su primetili da uprkos prošlom uspehu mahovine u brzoj adaptaciji, postaje sve teže pronaći, čak i stručnjacima kao što su Li i Hu. U stvari, otkrili su da se populacija Takakia na Tibetu smanjivala za oko 1,6% svake godine tokom njihovog istraživanja.
„Naše predviđanje pokazuje da će se regioni pogodnih uslova za Takakiju smanjiti na samo oko 1.000–1.500 kvadratnih kilometara širom sveta na kraju 21. veka“, kaže Hu. Autori se slažu da mahovina verovatno neće preživeti još 100 godina.
Da bi se poboljšale šanse za pojavu mahovine, autori predlažu edukaciju javnosti o manje poznatim vrstama kao što je Takakia. Oni takođe predlažu međunarodni napor za kombinovanje resursa kako bi istraživači mogli da nastave proučavanje i preduzimanje mera za zaštitu mahovine, kao što je kultivisanje u laboratoriji.
„Naučnici o biljkama ne mogu da sede skrštenih ruku. Pokušavamo da umnožimo neke biljke u laboratoriji, a zatim ih presađujemo na naša eksperimentalna mesta u Tibetu“, kaže He. „Posle pet godina neprekidnog posmatranja, otkriveno je da neke presađene biljke mogu da prežive i napreduju, što može biti početak oporavka – ili barem odlaganje izumiranja – populacije Takakije.
„Ljudi imaju odgovornost da igraju aktivniju ulogu u očuvanju i restauraciji biodiverziteta“, kaže Hu. „Moramo da se fokusiramo ne samo na te šarmantne životinje kao što su panda, polarni medved i beli delfin, već i da obratimo veliku pažnju na ove retke i male vrste. One su ranjivije na klimatske promene, kao što je naša mahovina Takakia.“
„Mi ljudi volimo da mislimo da smo na vrhu evolucije“, dodaje Reski. „Ali dinosaurusi su dolazili i odlazili, kao i ljudi, ako ne budemo pažljivi prema našoj planeti. Takakia može umrijeti zbog klimatskih promjena, ali druge mahovine će preživjeti, čak i ako mi ljudi ne možemo. Možete mnogo naučiti od najjednostavnije biljke o istoriji ove planete, a možda i budućnosti.“
