من خلال مبادلة عضيات كاملة ، يمكن للنباتات تبادل الجينات مع بعضها البعض

على الرغم من أن الكثيرين منا يعتقدون أن هذا صحيح ، إلا أن الحمض النووي لا ينتقل فقط من الأب إلى الطفل من خلال التكاثر. في بعض الحالات ، يمكن أن تنتقل المادة الوراثية من كائن حي إلى آخر. تسمى هذه العملية بالنقل الأفقي للجينات. إذا قمت بتطعيم نباتين معًا ، فيمكنهما مزج وتبادل الحمض النووي مع بعضهما البعض.

عضيات الخلية النباتية

كان هذا المفهوم معروفًا ومفهومًا على المستوى الأساسي لعدة قرون ، وكان العلماء دائمًا مفتونين بكيفية انتقال الجينوم بأكمله من خلية إلى أخرى. ومع ذلك ، في دراسة حديثة نشرت في التقدم العلمي، شارك باحثون من معهد ماكس بلانك لعلم وظائف الأعضاء الجزيئي للنباتات في بوتسدام بأنهم اكتشفوا مسارًا تستخدمه النباتات لمبادلة الجينوم بأكمله من خلال نقل الجينات الأفقي.

هذه العملية غير عادية من حيث أنها تنطوي على تغيرات في جدار الخلية ثم يتم نقل الجينات حيث تنقل الخلايا العضيات الكاملة إلى الخلايا المجاورة. هذه العضيات المحددة عبارة عن مواد بلاستيكية ، وهي مجموعة من العضيات الصغيرة التي تشمل البلاستيدات الخضراء (محركات الخلايا النباتية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي). تحتوي البلاستيدات الخضراء على مادة وراثية تشبه إلى حد كبير الميتوكوندريا في الخلايا حقيقية النواة.

استخدم باحثو الدراسة تصوير الخلايا الحية لإظهار كيف يمكن للجينات المقاومة للمضادات الحيوية أن تنتقل من نبتة تبغ مطعمة إلى أخرى من خلال الانتقال من خلية إلى أخرى لأشكال متباينة صغيرة من البلاستيدات.

نقل الجينات الأفقي

قال الدكتور ألكسندر هيرتل ، المؤلف الأول لدراسة معهد ماكس بلانك: “يمكننا أن نلاحظ أن نقل الجينوم من خلية إلى خلية يحدث في كلا الاتجاهين بتردد عالٍ في هذا الموقع. شكلت جدران الخلايا نتوءات ، وخلق تقاطعات بين الشريكين. يسمح حجم هذه المسام التي تم إنشاؤها بهجرة البلاستيد بأكمله. لذلك ، لا يهاجر الجينوم بحرية ، بل يتم تغليفه من خلية إلى أخرى.

لم يتم اختيار الجينات المقاومة للمضادات الحيوية بشكل عشوائي ، لأن نقل الجينات الأفقي هو أحد الأسباب الرئيسية لمقاومة المضادات الحيوية.

ومن المثير للاهتمام أن نقل الجينات الأفقي لا يحدث فقط بين البكتيريا أو بين النباتات أو بين النباتات. وجد الباحثون سلسلة من الأمثلة التي تظهر تبادل الجينات بين الأقران ، حتى بين مختلف فروع الحياة.

البلاستيدات الخضراء في الخلية النباتية

أظهرت دراسة أجريت عام 2015 أن الحيوانات التي تتراوح بين الرئيسيات والديدان والحشرات تحتوي جميعها على جينات يمكن أن تُعزى إلى التقاط الفطريات والبكتيريا من خلال النقل الأفقي للجينات.

هناك العديد من الأمثلة على هذه العملية ، والعديد منها غريب للغاية. لا يزال من غير الواضح مدى شيوع هذا النقل من خلية إلى خلية للعضيات الكاملة في أشكال الحياة الأخرى. يمكن أن تظهر الدراسة بوضوح أن هذا يحدث بين نباتي تبغ مطعومين ، ولكن يجب إجراء المزيد من الأبحاث حتى نتمكن من فهم العملية بشكل أفضل.