Paleobotanika je dnes klíčovou oblastí pro pochopení toho, jak vypadala vegetace v dávné minulosti a jak se tyto organismy dokázaly přizpůsobit extrémním klimatickým podmínkám. V této souvislosti se setkáváme sobjevem vyhynulé rostliny, oživené z mražených tkání, což je bezprecedentní průlom.
Možnost oživit vyhynulé druhy vyvolává vědecké a etické otázky a poskytuje jedinečnou příležitost studovat evoluci a změny životního prostředí, ke kterým došlo na Zemi v průběhu tisíců let.
Jaká rostlina, která vyhynula před 32 000 lety, byla oživena ze zmrazených semen?
V roce 2007 skupina vědců objevila zkamenělá semena v noře arktické veverky nedaleko řeky Kolyma, v hloubce 38 metrů pod zmrzlou půdou Sibiře. Radiokarbonová analýza určila jejich stáří přibližně na 31 800 let.
Tato semena patřila druhu Silene stenophylla, divoké rostlině, která byla považována za vyhynulou a kvetla v období pleistocénu.
Objev byl učiněn za jedinečných podmínek: věčná tóra fungovala jako přírodní mrazák po desítky tisíc let. Díky tomu zůstaly rostlinné tkáně ve výjimečně dobrém stavu, což umožnilo s nimi pracovat v laboratoři.
Studie, publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, dospěla k závěru, že tento genetický materiál je nejstarším mnohobuněčným organismem, který byl kdy regenerován z rostlinných tkání.
Jak se vědcům podařilo oživit tuto vyhynulou rostlinu?
První pokusy o přímé vyklíčení semen skončily neúspěchem, pravděpodobně kvůli genetické degradaci zárodků. Tváří v tvář této obtíži přijal tým pod vedením Svetlany Yashiny z Institutu bi fyziky buněk Ruské akademie věd jinou strategii: extrahovat placentární tkáň z nezralých plodů.
Tento materiál byl kultivován in vitro pomocí metod mikromnožení. Výsledek byl úspěšný. Získané rostliny nejenže normálně kvetly, ale byly také plodné.
Jejich nová semena vykazovala 100% klíčivost, což potvrdilo biologickou životaschopnost tohoto vyhynulého druhu.
Tento úspěch se neomezuje pouze na obnovení vyhynulé rostliny. Demonstruje také účinnost metod kultivace buněk pro práci se starodávným genetickým materiálem, což lze využít v dalších projektech regenerace.
Charakteristika Silene stenophylla a rozdíly od současných exemplářů
Obnovené Silene stenophylla mají některé charakteristické rysy ve srovnání se svými současnými potomky, kteří stále rostou ve východní Sibiři a v horách na severu Japonska.
Okvětní lístky jsou delší a jsou od sebe vzdálenější, což naznačuje, že rostlina mohla být přizpůsobena extrémnějším klimatickým podmínkám charakteristickým pro pleistocén.
Podle výzkumníků mohou být tyto rozdíly spojeny s takzvanou „fenotypovou plasticitou”, jevem, při kterém organismy mění svou morfologii v reakci na okolní prostředí. V tomto případě ovlivnily vývoj druhu před tisíci lety velmi nízké teploty a změny fotoperiody.
Strukturálně je Silene stenophylla vytrvalá bylina vysoká 7 až 20 centimetrů s protilehlými, úzkými a chlupatými listy.
Její pěticípé květy mají korunku bílé až světle fialové barvy. Plodem je tobolka s četnými pupenovitými semeny, která jsou nyní díky regeneraci také součástí Globálního úložiště semen ve Svalbardu v Norsku.
Vědecké důsledky oživení této vyhynulé rostliny
Úspěch tohoto projektu má důsledky, které přesahují rámec paleobotaniky. Obnova vyhynulé rostliny otevírá nové perspektivy v biotechnologii, evoluci a změně klimatu, jako například:
- Umožňuje analyzovat, jaké byly vyhynulé druhy a jaké faktory mohly ovlivnit jejich vyhynutí.
- Poskytuje informace o adaptaci organismů na extrémní podmínky.
- Poskytuje nástroje pro zachování současné biologické rozmanitosti pomocí metod klonování rostlin.
Kromě toho tento případ oživil diskusi o možnosti použití podobných metod na vyhynulá zvířata, jako je mamut srstnatý, jehož DNA se také zachovala v permafrostu.
Ačkoli jsou v tomto případě technické a etické problémy závažnější, regenerace Silene stenophylla dokazuje, že genetický materiál může přežít v zamrzlém stavu po desítky tisíc let.
