03 apr
Prof. dr. Marina Dermastia zmagala na natečaju za najboljši poljudni prispevek o znanstvenem raziskovanju

Submit to FacebookSubmit to Google PlusSubmit to TwitterSubmit to LinkedInNatisni

Prof. dr. Marina Dermastia zmagala na natečaju za najboljši poljudni prispevek o znanstvenem raziskovanju

V okviru projekta »Znanost na cesti« je bil objavljen natečaj »Znanost na delu«  (http://www.znanostnacesti.si/natecaji/zgodba-natecaj.aspx) za najboljši poljudni prispevek o znanstvenem raziskovanju. Prispevki o raziskavah, podprtih z javnim denarjem, naj bi bili namenjeni nestrokovni javnosti, katere obveščanje o znanstvenih dosežkih pa je nujno in koristno. Na natečaju je prvo nagrado prejel  prispevek prof. dr. Marine Dermastia o raziskavah prednika koruze – teozinta.

 


Največja morfološka razlika med teozintom in koruzo je v zgradbi posebnih enosemenskih plodov ali zrn. Teozint ima majhen storž, na katerem je v dveh vrstah nanizanih 5 do 10 drobnih zrn. Zrna so zelo majhna, trikotnih ali trapezastih oblik in temno obarvana. Zrna so dobro zavarovana v posebno trdem ovoju, medtem ko so zrela zrna v koruznem storžu odkrita. Zrela zrna teozinta imajo dobro izoblikovano ločitveno ali abscizinsko plast, ki omogoča raztresanje zrn in s tem razširjanje semen. Kot posledica udomačitve naj bi koruzna zrna ločitvene plasti izgubila in zato ob zrelosti ostajajo pritrjena na storžu. 
(Foto: dr. Aleš Kladnik).
 

 

PO SLEDEH UDOMAČITVE KORUZE

Marina Dermastia
Nacionalni inštitut za biologijo
Večna pot 111, 1000 Ljubljana
marina.dermastia@nib.si

Vse naše poljščine so iz divjih rastlinskih vrst udomačili naši predniki, tako kot so iz divjih živalskih vrst udomačili živino in hišne ljubljenčke. Do nedavnega so si bili botaniki soglasni le o kraju in približnem času udomačitve koruze pred 6000 do 10.000 leti, danes pa je potrjen tudi njen neposredni prednik – teozint, samonikla trava iz Srednje Amerike. Znanstveniki so s številnimi genetskimi in molekulsko-biološkimi analizami že dokazali, da je današnja koruza (Zea mays ssp. mays) podvrsta teozinta (Zea mays ssp. parviglumis) in je rezultat enega samega udomačitvenega dogodka. Kljub temu pa do naše raziskave še niso izdelali citološke študije, ki bi odkrila, kaj se je med udomačitvijo spremenilo v notranjosti zrna, zaradi katerega koruzo sploh gojimo. Povedano z drugimi besedami – nihče si notranjosti zrna teozinta ni pogledal pod mikroskopom.
V naši raziskovalni skupini smo se vrsto let ukvarjali s citološkimi analizami razvoja zrna koruze, tako da je bila podobna analiza teozintovih zrn logično nadaljevanje. Raziskava pa je na glavo postavila nekaj nikoli raziskanih idej, povezanih z udomačitvijo koruze. Pokazala je, da so številne značilnosti zrn, ki so jih opisovali kot posledico udomačitve, že prisotne tudi v teozintu. Edina pomembnejša razlika med teozintom in koruzo je razporeditev endoreduplikacije – posebne oblike celičnega cikla, pri kateri se ne povečuje število celic, temveč se le podvaja jedrna DNA. Prav boljše poznavanje tega procesa bi lahko pomembno prispevalo k izboljšavi te pomembne poljščine.

Zelo zanimivo je tudi ozadje same raziskave, ki s končno objavo predstavlja uspešno znanstveno-raziskovalno zgodbo.
Teozintova zrna smo dobili po prijateljski liniji in to so bila sploh prva, ki smo jih videli «v živo». Pri tem nam niso bile prav v nobeno pomoč objavljene slike na internetu. Tako smo bili odvisni od zaupanja v vir zrn, kar se je kasneje pokazalo za zelo naivno. Zrna smo posadili, iz njih so zrasle koruzi podobne, a precej bolj razrasle rastline s socvetji, ki so se začela razvijati ob koncu avgusta. Cvetove smo ročno oprašili, po oploditvi pobrali nastala zrna in na njih izvedli prav vse analize, ki smo jih pred tem opravili na koruzi. Napisali smo članek in ga poslali v objavo. Recenzije so bile takoj zelo ugodne. Dobili smo le pomislek enega recenzenta, ki si je na zemljevidu ogledal Slovenijo in glede na geografski položaj menil, da bi teozint pri nas težko cvetel že avgusta. Prosil je za slike in po njihovem ogledu zaključil, da je naš teozint skrižan s koruzo. Zrna so bila večja kot teozintova, imela so še ovoj, ki ga je koruza izgubila, a je bil na vrhu odprt. Glede na to, da smo razvojne procese opazovali znotraj ovoja, je sicer sklepal, da so naši zaključki pravilni in zagotovo zelo pomembni za znanstveno sredino, ki se ukvarja s koruzo. Seveda bi jih morali izvesti na izvornem teozintu. Prijazno nam je poslal naslov, kjer smo zrna dobili in jih ponovno posadili. Pravi teozint pa v našem rastlinjaku ni cvetel ne avgusta, ne septembra, niti oktobra in niti novembra. Ko smo že skoraj izgubili upanje, smo kot božično darilo zagledali prva socvetja. Vse naprej je bilo le še vprašanje ponovne analize.
Rezultate raziskave smo objavili v reviji American Journal of Botany (AJB), uvrščeni med 10 revij, ki so v zadnjih 100 letih najbolj zaznamovale področji biologije in medicine. Raziskava je že pred objavo sprožila veliko zanimanje in je bila predstavljena tudi na naslovnici revije. Objavo članka je uredništvo AJB pospremilo s posebno izjavo za javnost na spletni strani Eureka Alert, kjer pod pokroviteljstvom Ameriškega združenja za napredek znanosti (AAAS) izhajajo najzanimivejše novice iz sveta znanosti. Novico so v sledečem tednu povzele različne spletne strani, ki objavljajo znanstvene novosti; sami rezultati pa so kot citati del novih raziskav koruze.