Растението сива горчица, известно още като черен синап, има отлична функция за фотосинтеза. Младият изследовател от Университета Вагенинген, Нидерландия Рене Бустен открива, че това се дължи на факта, че растението е копирало части от ДНК, които регулират фотосинтезата.

Растенията са способни да се приспособяват към екстремни обстоятелства чрез копиране или изтриване на части от ДНК. Изследователите на растенията наричат това вариране на броя на копията. Варирането на броя на копията на ДНК е геном. Понякога той се състои от миниатюрни парчета ДНК само от петдесет базови двойки. Понякога се копират стотици гени.

Повече копия на гените за фотосинтеза

Бустен изучава растението сива горчица (Brassica). Този плевел произхожда от средиземноморския регион, но бързо се разпространява в Европа поради отличната си фотосинтеза в сравнение с други растения. Освен това растението има висока толерантност към светлина. Повечето растения спират да фотосинтезират при ярка слънчева светлина, но сивата горчивка продължава да превръща слънчевата светлина в захари.

Когато Бустен сравнява генома на сивата горчица с този на други видове зелеви култури, той открива, че сивата горчица има повече копия на гените, които управляват фотосинтезата. Тестването на различни видове зелеви култури в лаборатория при ограничена и обилна светлина разкрива, че съответните гени в сивата горчица са значително по-активни и растението продължава да расте при ярка светлина. Сега последващите изследвания трябва да установят дали тези благоприятни свойства могат да бъдат пренесени върху други видове зелеви растения.

Еволюционно предимство

Вариациите в броя на копията се срещат често при растенията. Най-известният пример се появява, когато фермерите започват да използват хербицида Раундъп. Първоначално всички плевели загиват. Скоро обаче няколко растения развиват толерантност към глифозата - активното вещество в Раундъп. Тези растения започнали с едно копие на гена Х, който произвежда протеин за растеж. Глифозатът реагира с този протеин, като пречи на растението да произвежда аминокиселини, необходими за растежа, и в крайна сметка убива растението. Производителят на Раундъп променя културите соя, царевица и картофи, за да предотврати реакцията на глифозата с техните протеини, като по този начин осигурява оцеляването на тези култури.

В рамките на десет години обаче се появяват първите растения, устойчиви на Раундъп. Множество видове копират гена X, като понякога правят до 100 копия, което кара растението да произвежда повече протеини. В резултат на това глифозатът неутрализира само част от протеина, стимулиращ растежа, което позволява на растението да оцелее.

"Растенията могат да се приспособяват към стресовите фактори на околната среда, като увеличават или спират производството на определени вещества. Колкото по-голямо е дублиращото копие, толкова по-голям е ефектът. Големите копия не водят непременно до жизнеспособни варианти, но мутантите с допълнителни копия, които оцеляват, често имат еволюционно предимство", казва Рене Бустен.