Tumbuhan yang tidak pernah mati mengungkapkan rahasia genetiknya

Kira-kira 86 juta tahun yang lalu, setelah kesalahan dalam pembelahan sel, seluruh genom wieluchia berlipat ganda selama periode kekeringan yang meningkat dan berkepanjangan di wilayah itu—mungkin membentuk Gurun Namib itu sendiri, Tao Wan, seorang ahli botani di Fairy Lake Botanical Garden di Shenzhen, Cina, dan penulis utama studi tersebut. Dia mengatakan bahwa “stres ekstrim” sering dikaitkan dengan peristiwa duplikasi genom.

Dr. Leech, rekan penulis studi tersebut, menambahkan bahwa gen duplikat juga dilepaskan dari fungsi aslinya, berpotensi mengambil fungsi baru.

Namun, Dr. Wan mengatakan mendapatkan lebih banyak materi genetik membutuhkan biaya. “Aktivitas utama kehidupan adalah replikasi DNA, jadi jika Anda memiliki genom besar, itu benar-benar membutuhkan energi untuk menopang kehidupan,” terutama di lingkungan yang keras.

Lebih buruk lagi, sejumlah besar genom Willwichia adalah sekuens DNA yang mereplikasi diri “tidak signifikan” yang disebut transposon terbalik. Sekarang sampah ini harus direplikasi dan diperbaiki,” kata Dr. Leech.

Para peneliti mendeteksi “ledakan” aktivitas transposon 1 hingga 2 juta tahun yang lalu, kemungkinan karena peningkatan tekanan suhu. Tetapi untuk mengatasi ini, genom Willwichia telah mengalami perubahan genetik ekstensif yang membungkam urutan DNA yang tidak diinginkan, melalui proses yang disebut metilasi DNA.

Dr. Wan mengatakan bahwa proses ini, bersama dengan kekuatan selektif lainnya, telah secara signifikan mengurangi volume dan biaya pemeliharaan aktif perpustakaan DNA replikasi Welwitschia, memberikannya “genom yang efisien dan berbiaya rendah.”

Studi ini juga menemukan bahwa wielwichia memiliki modifikasi genetik lain yang tersembunyi di daunnya.

Rata-rata daun tanaman tumbuh dari pucuk tanaman, atau pucuk batang dan cabangnya. Dr. Wan mengatakan ujung asli dari pertumbuhan wieluchia mati, dan daun malah mengalir dari area lemah anatomi tanaman yang disebut jaringan basal, yang memasok tanaman dengan sel-sel baru. Sejumlah besar salinan atau peningkatan aktivitas beberapa gen yang terlibat dalam metabolisme yang efisien, pertumbuhan sel dan ketahanan stres di wilayah ini dapat membantu wilayah ini untuk terus tumbuh di bawah tekanan lingkungan yang parah. Di dunia yang semakin memanas, pelajaran genetik yang diberikan oleh Wielwichia dapat membantu manusia menanam tanaman yang lebih keras dan tidak terlalu haus.