อัตราการกลายพันธุ์สูงภายในต้นไม้ใหญ่ที่มีอายุมาก

นักวิจัยของ UBC ขูดเปลือกไม้และเก็บเข็มจากต้นไม้เหล่านี้ 20 ต้นเมื่อฤดูร้อนที่แล้ว ส่งตัวอย่างไปที่ห้องแล็บเพื่อจัดลำดับดีเอ็นเอ ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในEvolution Lettersแสดงให้เห็นว่าต้นไม้ที่มีอายุเก่าแก่ต้นเดียวอาจมีความแตกต่างทางพันธุกรรมได้ถึง 100,000 ลำดับดีเอ็นเอระหว่างโคนต้นไม้ ซึ่งเป็นที่เก็บเปลือกไม้ และปลายมงกุฎ ความแตกต่างแต่ละอย่างแสดงถึงการกลายพันธุ์ของร่างกาย หรือการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการเจริญเติบโตตามธรรมชาติมากกว่าระหว่างการสืบพันธุ์ "นี่เป็นหลักฐานแรกของความผันแปรทางพันธุกรรมมหาศาลที่สามารถสะสมอยู่ในต้นไม้ที่สูงที่สุดของเรา นักวิทยาศาสตร์รู้มานานหลายทศวรรษเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ของร่างกาย แต่น้อยมากเกี่ยวกับความถี่ที่เกิดขึ้นและมีส่วนสำคัญต่อการแปรผันทางพันธุกรรมหรือไม่" แซลลี่กล่าว Aitken หัวหน้านักวิจัยและศาสตราจารย์ด้านป่าไม้แห่ง UBC "ตอนนี้ ต้องขอบคุณความก้าวหน้าในการจัดลำดับจีโนม เราจึงรู้คำตอบบางอย่าง" นักวิจัยเลือกไม้ Sitka spruce เพราะเป็นหนึ่งในต้นไม้ที่สูงที่สุดที่เติบโตในแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ และได้ทดลองต้นไม้ที่โดดเด่นในอุทยานประจำจังหวัด Carmanah Walbran "เนื่องจากต้นไม้เหล่านี้มีอายุยืนยาวและเติบโตสูงมาก พวกมันจึงสามารถสะสมความแปรผันทางพันธุกรรมได้มหาศาลเมื่อเวลาผ่านไป" วินเซนต์ แฮนลอน ผู้ทำการวิจัยซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวิทยาศาสตรมหาบัณฑิตของเขาในคณะวนศาสตร์ที่ UBC อธิบาย "โดยเฉลี่ยแล้ว ต้นไม้ ที่เราสุ่มตัวอย่างเพื่อการศึกษามีอายุระหว่าง 220 ถึง 500 ปี และสูง 76 เมตร มีต้นเรดวูดในแคลิฟอร์เนียที่สูง 116 เมตร แต่ซิตกาสปรูซเหล่านี้ค่อนข้างใหญ่" นักวิจัยกล่าวว่าต้องใช้เวลาและการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าการกลายพันธุ์ของร่างกายที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อวิวัฒนาการของต้นไม้ในฐานะสายพันธุ์อย่างไร "การกลายพันธุ์ส่วนใหญ่อาจไม่เป็นอันตราย และบางส่วนก็มีแนวโน้มไม่ดี" เอตเคนอธิบาย "แต่การกลายพันธุ์อื่นๆ อาจส่งผลให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรม และหากส่งต่อไปยังรุ่นลูก พวกมันก็จะนำไปสู่การวิวัฒนาการและการปรับตัวเมื่อเวลาผ่านไป" การศึกษาอัตราการกลายพันธุ์ของร่างกายในต้นไม้ชนิดต่าง ๆ สามารถทำให้เข้าใจได้ว่าต้นไม้ซึ่งไม่สามารถวิวัฒนาการได้เร็วเท่ากับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่น สัตว์ เนื่องจากพวกมันมีอายุยืนยาว อย่างไรก็ตาม กระนั้นก็สามารถอยู่รอดและเจริญเติบโตได้ Aitken กล่าว “เรามักจะเห็นประชากรต้นไม้ที่ปรับตัวเข้ากับสภาพอากาศในท้องถิ่นได้ดี และพัฒนาการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพต่อความเครียดที่เปลี่ยนแปลง เช่น แมลงศัตรูพืชและแมลง” เธอกล่าวเสริม "การศึกษาของเราให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกทางพันธุกรรมที่อาจช่วยให้สิ่งนี้เป็นไปได้"