NA OTOČJU Galápagos, mjestu koje je inspiriralo Darwinovu teoriju evolucije, znanstvenici su otkrili divlju vrstu rajčice koja proizvodi spojeve kakvi u toj biljci nisu viđeni milijunima godina, što ukazuje na mogući slučaj "obrnute evolucije". Čini se da je ova biljka, stotinama milja od obale Ekvadora, pritisnula gumb za premotavanje evolucijskog sata, piše CNN.

Mala rajčica, znanstveno poznata kao Solanum pennellii, prvi je put privukla pažnju istraživača 2024. godine tijekom proučavanja alkaloida - prirodnih spojeva koje biljke koriste kao pesticide. Znanstvenici su primijetili nešto neobično: rajčice s mlađih, zapadnih otoka arhipelaga proizvodile su spojeve koji su davno nestali iz genetske linije modernih rajčica.

Usporedbom s biljkama na starijim, istočnim otocima, koje imaju moderan obrambeni sustav, otkrili su da zapadne biljke nisu evolucijski zaostale, već su se vratile na drevne osobine.

"Nije baš uobičajeno vidjeti obrnutu evoluciju", rekao je Adam Jozwiak, molekularni biokemičar sa Sveučilišta Kalifornija, Riverside, čiji je tim objavio otkrića u časopisu Nature Communications. "Mislimo da su možda uvjeti okoliša izvršili pritisak na ove rajčice da se vrate u izvorno ili nasljedno stanje. Ovo pokazuje da je priroda vrlo fleksibilna i da ne ide sve samo naprijed."

Iako su plodovi zapadnih biljaka izgledali drugačije - s ljubičastom bojom i tamnijim stabljikama - najveće razlike bile su na molekularnoj razini. Analiza je pokazala da zapadni Solanum pennellii ima molekularni otisak sličan patlidžanu, srodniku iz porodice pomoćnica s kojim dijeli zajedničkog pretka.

Dok su moderne rajčice evoluirale tako da više ne proizvode alkaloide patlidžana, čini se da su ih ove na zapadnom Galápagosu ponovno razvile.

Oživljavanje drevne obrane rajčice

Solanum pennellii potječe iz Južne Amerike, a na Galápagos je vjerojatno stigla prije jednog do dva milijuna godina, nošena pticama. Evolucija biljke na mlađim otocima morala se dogoditi unutar posljednjih pola milijuna godina, koliko su ti otoci stari.

Okoliš na istočnim otocima je stabilniji i biološki raznolikiji, dok je na zapadnim otocima krajolik ogoljeniji. Jozwiak pretpostavlja da toksični molekularni koktel s drevnim genima ne samo da pomaže biljkama u obrani od grabežljivaca, već bi mogao pomoći korijenju da prikupi više hranjivih tvari ili ih zaštiti od bolesti.

Istraživači su otkrili da je vrlo jednostavna promjena u sastavu aminokiselina uzrokovala povratak biljke na nasljedne osobine. To su potvrdili genetskim modificiranjem biljaka duhana na isti način. Ipak, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se razumjela točna korist ove transformacije.

Razumijevanje zašto su se rajčice vratile na drevne gene moglo bi pomoći znanstvenicima u dizajniranju boljih usjeva, jačih pesticida ili čak lijekova.

Izazivanje zakona evolucije

Pojam "obrnuta evolucija" može biti kontroverzan. Anurag Agrawal, evolucijski ekolog sa Sveučilišta Cornell, kaže da ideja nije iznenađujuća.

"Većina evolucijskih biologa odbacila bi evoluciju kao proces koji ide samo naprijed; to je više proces 'petljanja' koji često uključuje zaobilaznice i povratke", rekao je, navodeći primjere poput gubitka očiju kod životinja koje žive u špiljama ili gubitka sposobnosti letenja kod ptica poput nojeva.

S druge strane, Eric Haag, profesor biologije na Sveučilištu Maryland, poziva se na Dollov zakon, koji kaže da se jednom izgubljena osobina ne može ponovno steći na potpuno isti način. "Budući da evolucija nema unaprijed određeni cilj, pomalo je problematično govoriti o 'naprijed' i 'unatrag'.

Promjena je promjena", rekao je Haag. Dodao je da rad "predstavlja svojevrsni izazov Dollovom zakonu" jer se čini da su se vratile iste promjene aminokiselina kao kod dalekih predaka, što je vrlo zanimljivo.

Brian Hall, profesor emeritus sa Sveučilišta Dalhousie, smatra da je pojam "besmislen jer implicira da smo se vratili u nasljedno stanje, što je očito nemoguće", te preferira izraz "zadržavanje evolucijskog potencijala". Kao primjere navodi rijetke slučajeve ljudi rođenih s rudimentarnim repovima ili konja koji se ponekad rađaju s tri prsta, poput svojih predaka.

Tema vrijedna proučavanja

Međutim, Beth Shapiro, profesorica sa Sveučilišta Kalifornija, Santa Cruz, smatra da je pojam odličan način za približavanje koncepta evolucije široj publici. "Evolucija nije usmjerena; ona je slučajna. Kako vrijeme prolazi, evolucija se nastavlja - a ponekad to znači da genske varijante koje više nisu uobičajene ponovno postaju uobičajene. Ali to je samo evolucija."

Jozwiak se slaže da je ovo važna tema vrijedna daljnjeg proučavanja. "Evolucija je uvijek bila nekako prisiljena uvjetima okoliša i konkurencijom", zaključio je. "Bilo bi lijepo pokazati da su osobine koje su vrste imale u prošlosti bile savršene za tu situaciju, a ako se ti uvjeti sada promijene, možemo se vratiti na tu osobinu koju smo imali."