هوگودووری Hugo De Vries و گیاهان گل مغربی

هوگو‌دوری، اولین کسی بود که بدون آگاهی از تجربیات مندل، جهش را کشف کرد و نام  علمی “موتان” یعنی جهش یافته را روی آنها نهاد. در تصویر زیر، جناب هوگودووری مرحوم را در باغ گیاهان گل مغربی‌اش می بینید. هوگودوری، مشاهده کرد که برخی از گیاهان گل مغربی نسبت به سایرین، بزرگتر و درشت‌تر هستند. این کشف باعث شد سه پژوهش زیر درباره آن‌ها انجام شود.

۱_ گیاهان جدید (درشت) را با گیاهان قدیمی (عادی) آمیزش دادند. تخم تشکیل شد، رشد کرد و اسپوروفیت‌های جدید را بوجود آورد. اما این اسپوروفیت‌ها هیچ‌گاه نتوانستند هاگ، گامتوفیت (دانه گرده و کیسه رویانی) و گامت (آنتروزوئید و تخمزا) بسازند! چون توانایی میوز نداشتند و همگی تریپلوئید بودند. به این ترتیب، گیاهان تریپلوئید را می‌توان دورگه‌های زیستا اما نازا دانست که به دلیل سد پس زیگوتی توانایی تولیدمثل ندارند.

۲_ برای کشف علت عدم توانایی تولید گامت در گیاهان جدید، بررسی میکروسکوپی انجام شد. متوجه شدند که گیاهان جدید (درشت) برخلاف گیاهان قدیمی (عادی)، به جای ۲ سری کروموزوم دارای ۴ سری کروموزوم در اسپوروفیت خود هستند. به این ترتیب علت نازایی فرزند حاصل از آمیزش این دو نیز مشخص شد!

گامت گیاه جدید (درشت) ۲سری و گامت گیاه قدیمی (عادی) ۱ سری کروموزوم داشت. تخم حاصل دارای ۳=۲+۱سری کروموزم بود و چنین تخمی توانایی میوز ندارد و نازاست.

توجه کنید، که چون گیاهان جدید (درشت) توانایی تولید فرزندان زیستا و زایا با گیاهان قدیمی (عادی) را ندارند، با آنها در یک گونه قرار نمی‌گیرند. ولی آیا می‌توان گیاهان جدید تترا‌پلوئید را، گونه جدید دانست؟

برای پاسخ به این سوال کافی است گیاهان جدید را با هم آمیزش دهیم و ببینیم می‌توانند زاده‌های زیستا و زایا تولید کنند؟

۳_ حاصل میوز در گیاهان تتراپلوئید جدید، تولید هاگ های دیپلوئید است که از آن ها در بخش نر و ماده به ترتیب گامتوفیت نر (دانه گرده) و گامتوفیت ماده (کیسه رویانی) تولید می شود که همگی دیپلوئید هستند. در ضمن تمام سلول‌های داخل آن ها (رویشی و زایشی در دانه گرده + هر هشت هسته داخل کیسه رویانی) دیپلوئید هستند و دو سری کروموزوم دارند.

گامتوفیت ماده، تخمزا را می سازد و گامتوفیت نر، پس از گرده افشانی و تولید آنتروزوئید دیپلوئید، با تخمزا تولید زیگوت تترا‌پلوئید می‌کند که هم زیستا و هم زایاست!

نتیجه: می توان گیاهان درشت جدید را که در اثر یک جهش کروموزومی به این شکل در آمده اند را حاصل گونه زایی هم میهنی اتوپلوئیدی دانست ×

لغت سمپاتری مشتق از دو کلمه یونان باستان است:

ریشه sym به معنای same (مشابه)، like (شبیه)، similar (یکسان) و کلمه patra به معنای وطن، سرزمین پدری

که توسط این مکانیسم در جمعیت هایی که در یک زیستگاه زندگی می کنند در اثر عواملی مثل تغییرات کروموزومی و جفت گیری غیرتصادفی، جریان ژنی کاهش می یابد و منجر به تشکیل یک گونه جدید می شود.

مثال: پیدایش گیاهان پلی پلوئید که نخستین بار در اوایل دهه ۱۹۰۰ توسط هوگو دووری کشف شد.

تذکر۱:

توجه کنید که در گل مغربی آقای هوگودوری، ابتدا خطای میوزی رخ داده و سپس خودباروری انجام شده تا گونه جدید ایجاد شود ولی در تولید گندم زراعی امروزی، ابتدا دگر باروری صورت می گیرد و سپس خطای میتوزی باعث از میان رفتن سد پس زیگوتی نازایی دورگه می شود ×

بطور خلاصه می‌توان گفت:

یک مرحله خطای میوزی + یک مرحله خودلقاحی ——- گل مغربی جدید (۴n)

دو مرحله دگرلقاحی + دو مرحله خطای میتوزی —— گندم زراعی امروزی ( ۶n)

تذکر ۲:

نام علمی گل مغربی “اوئنوترا لامارکیانا” است. که بخش اول ”اوئنوترا ” نام سرده (جنس) و بخش دوم “لامارکیانا” نام گونه (نوع) است. گونه این جاندار به احترام به دانشمند علم زیست شناسی یعنی لامارک، نام گذاری شده است.

توجه کنید که گل مغربی، یک گیاه گلدار (نهاندانه) است بنابراین تمام ویژگی های مشترک نهاندانه گان را دارد مانند:

۱- دارای گل، میوه و دانه است

۲- گامتوفیت میکروسکوپی دارد (دانه گرده دو سلولی و کیسه رویانی ۷ سلولی)

۳- دارای لقاح مضاعف است (تولید تخم اصلی و تخم ضمیمه = دو تخم در هر کیسه رویانی)

۴- تخمک دارای دو پوسته است

۵- از گیاهان C3 (مثل اکثر گیاهان) است .

۶- دارای سلول همراه آوند آبکش و عناصر آوندی (درشت تر و گشادتر از تراکئیدها) است.

۷- فاقد آرکگن و آنتریدی است.

۸- در گل دارای پرچم (میله و بساک) و اندام مادگی برچه ای (کلاله / خامه / تخمدان) است.

تذکر ۳:

چون اوئنوترا لامارکیانا، یک گیاه (فتواتوتروف) است پس مثل سایر گیاهان و یوکاریوت های فتواتوتروف یا فتوسنتز کننده دارای ویژگی های زیر است:

۱- توانایی تثبیت کربن را دارد

۲- منبع انرژِی آن نور است

۳- دارای کلروپلاست و اجزاء آن است (غشاء تیلاکوئیدی / آنزیم تجزیه آب/ سه نوع زنجیره انتقال الکترون/ توانایی تولید NADPH / بستره / چرخه کالوین / آنزیم روبیسکو / توانایی تولید اکسیژن از آب)