|
|
|
  |
    |
הסדרי נגישות
 |
 |
| עמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > חקלאותעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקהעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > צמחים |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
הדרך העיקרית להשראת פוליפלואידיות היא השימוש בחומר כימי יוצא-דופן - שוב, פרי המקרה הביולוגי הממוזל - המיוצר על-ידי הסתוונית, כנראה כדוחה מזיקים. שמה המדעי של הסתוונית הוא Colchicum, והחומר, שהוא אלקלואיד, נקרא איפוא קולכיצין. פעולתו המיוחדת של הקולכיצין היא הפסקת התחלקות תאים. אם מטפלים בתא בקולכיצין, המיטוזה נפסקת באמצע הדרך: הכרומוזומים מתחלקים, אבל אחר-כך אין התא מתחלק לשניים. כיוון שכך יכול הקולכיצין להשרות פוליפלואידיות לפי הזמנה. הראשון שבודד את הקולכיצין היה הצרפתי פייר ז'יבודון, ב-1937. מאז הביא החומר ברכה מרובה לאנשי הניסוי בביולוגיה בכלל, ולמשביחי הצמחים בפרט. הלכה למעשה, הפוליפלואידיות מסייעת להשבחת צמחים בשלוש דרכים שונות. ראשית, כמה אוטוטטראפלואידים מגלים יותר און מאשר הוריהם הדיפלואידיים. לא תמיד זה כך, כי אילו היה כך, הטטראפלואידים – ואף האוקטופלואידים - היו מציפים את העולם כבר מזמן, וזה פשוט לא קרה. אבל כמה אוטוטטראפלואידים, כמו תפוח-האדמה, מביאים תועלת רבה. שנית, כפי שראינו, הפוליפלואידיות יכולה להפוך צמח מכלוא עקר לצמח מכלוא פורה המהווה למעשה מין חדש, ואפשר שהוא יגלה יותר און מאשר כל אחד מהוריו. גידולי שדה רבים, כמו הכרוב הנפוס ומכלואים שונים של פטל ואוכמניות, כגון ענבות בויזן וענבות לוגן, הם אלוטטראפלואידים. שלישית, צמחים פוליפלואידיים מכילים כמה גרסאות של אותו הכרומוזום. האוטוטטראפלואידים מכילים ארבעה עותקים של כל כרומוזום, ועותקים אלה נקראים הומולוגיים זה לזה. מינים קרובים של צמחים, אולי אין להם כרומוזומים זהים, אבל ייתכן מאוד שיש להם כרומוזומים שקולים. בכל תא בצמח אלוטטראפלואידי יש שתי מערכות של כרומוזומים: אחת מכל אחד מהוריו. הזוגות השקולים של כרומוזומים מכל הורה נקראים הומויולוגיים. בצמחים דיפלואידיים (כמו גם בבעלי-חיים), אובדן כרומוזום יהיה קטלני בדרך-כלל, ואילו הוספת כרומוזום גורמת לשיבושים קשים; בבני האדם, למשל, עותק נוסף של כרומוזום 21 גורם לתסמונת דאון. אבל הצמחים הפוליפלואידיים מתחילים את דרכם עם ארבעה עותקים בערך של כל כרומוזום, ואם אובד האחד מהם או מתפרק, ישנם שלושה אחרים - הומולוגיים או הומויולוגיים - שימלאו את הפער. משום כך אפשר לעשות מניפולציות שונות בכרומוזומים של צמחים פוליפלואידיים בלי להמיתם. מניפולציה של כרומוזומים בדרך זו ממלאת אף היא תפקיד חשוב ביותר בהשבחת צמחים, ולמען האמת אפשר לראותה כצעד חיוני לקראת ההנדסה הגנטית (ביחד עם המיקרוביולוגיה התעשייתית וגידול התרביות של רקמות צמחים ובעלי-חיים). קנה-הסוכר, הטריטיקאלה והחיטה - שלושתם דגניים, לגמרי במקרה - הם דוגמאות בולטות לגידולים שנוצרו (במידת-מה בדרך הטבע ובמידת-מה בדרך מלאכותית) באמצעות פוליפלואידיות, ומלבד זאת הושפעו והושבחו רבות באמצעות מניפולציות אחרות של הכרומוזומים שלהם. בקנה-הסוכר כבר עסקנו בפרק זה. הטריטיקאלה הוא גידול גרגרי חדש לגמרי, המתפשט כיום בשתי יבשות אמריקה וכן באירופה המזרחית ובסין. למעשה זהו מין מעשה ידי אדם: שידוך של חיטה (Triticum) ושיפון (Secale) לכאורה, שידוך מעין זה מצודד באמת ובתמים, כי החיטה היא דגן הגרגרים הרבגוני ביותר, וביחד עם האורז, מקובל לראותה כמשובחת ביותר, ואילו השיפון מחונן בכוח עמידות רב במיוחד, שבזכותו הוא שימושי כל-כך באקלימים קשים. קמח השיפון הוא המספק את השפע הרב של לחמי שיפון המצויים בארצות שונות. הבוטנאי הסקוטי סטיבן וילסון ניסה לראשונה לשדך את שני הדגנים החשובים הללו ב-1875, אבל הצאצאים לא היו משובחים במיוחד, ולרוב היו עקרים. העקרות אינה חשובה בצמח כמו קנה-הסוכר, שבו הגבעול הוא החלק המסחרי, ואפשר להרבותו בדרך אל-זוויגית. אבל יש לה חשיבות חיונית בדגן, שכן החלק המסחרי שלו הוא הגרגר. וילסון הקדים את זמנו. הוא לא יכול לדעת שלשיפון יש רק 14 כרומוזומים - דגן דיפלואידי שגרתי לגמרי - לעומת החיטות המודרניות, שהן אלוטטראפלואידיות בעלות 28 כרומוזומים, או אלוהקסאפלואידיות בעלות 42. כללית, החיטות הטטראפלואידיות הן הקשות, וההקסאפלואידיות הן הרכות. לפיכך, מכלוא של שיפון וחיטה קשה יהיה בעל 21 כרומוזומים (7 + 14), ומכלוא של שיפון וחיטה רכה יהיה בעל 28 כרומוזומים (7 + 21). הכרומוזומים של השיפון הם הומויולוגיים לכרומוזומים של החיטה (המספר ההפלואידי הוא 7 בשני המקרים), ואף-על-פי-כן, במכלואים פשוטים אין לכרומוזומים של השיפון בני-זוג שיוכלו להיצמד אליהם במיוזה, והצמח המתקבל כך יהיה איפוא עקר. כאן נכנס לתמונה הקולכיצין. בשנות ה-50 של המאה הנוכחית השתמש בו פ' ג' או'מארה מאוניברסיטת המדינה של איובה על צאצא מכלוא של שיפון וחיטה קשה, ועלה בידו לראשונה לקבל צמח מכלוא פורה – אלוהקסאפלואיד (הואיל והחיטה הקשה היא טטראפלואידית מלכתחילה) בעל 42 כרומוזומים (2 21x). בינתיים נוצרו גם אוקטופלואידים של שיפון וחיטה רכה, בעלי 56 כרומוזומים (2 28x). אבל אותם בני-כלאיים פוריים ראשונים לא פתרו את כל הבעיות. למעשה, יש בהם כדי להמחיש במידת-מה את הסיבה לכך שהפוליפלואידים לא השתלטו על העולם. המיוזה עלולה לעורר בעיות בפוליפלואידים, ובייחוד באלופוליפלואידים. הכרומוזומים עשויים למצוא את עצמם במצב של חופש בחירה מופרז, ואז הם עלולים להיצמד לכרומוזומים הומויולוגיים, במקום להומולוגים המתאימים להם. זאת ועוד, הכרומוזומים של מינים שונים עשויים לעבור את המיוזה במהירויות שונות, כך שלאלופוליפלואידים יש בעיות של תזמון. עם זאת, באמצעות השבחה נוספת (בראש ובראשונה, זו שאלה של ברירה), נפתרו רוב הבעיות. זני הטריטיקאלה של ימינו מתנהגים כמו צמחים פוריים וטובים להפליא, ויש ביכולתם לייצר שיבולים גדולות ועשירות המעמידות בצל, בתנאי הגידול המסוימים שלהן, הן את החיטה והן את השיפון, במה שנוגע לתנובה ולאיכות. נחזור לנקודה שכבר עסקנו בה לפני כן: החיטה שייכת לקבוצת GP2 של השיפון, והשיפון שייך לקבוצת GP2 של החיטה. החקלאים עשויים לגלות מפעם לפעם מכלואים טבעיים, אם כי אלה יהיו עלובים בדרך-כלל. אבל המשביחים המודרניים עושים ב-GP2 כבתוך שלהם. ושוב, מרגע שהצליח המשביח המודרני להשיג פוליפלואיד (בין אם יצר אותו בעצמו ובין אם לאו), הוא יכול לפתוח במניפולציה של כרומוזומים שלמים, או של חלקי כרומוזום, ולהעבירם מאורגניזם אחד למשנהו. לפריטים נוספים מתוך הפרק: השבחה
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
| 123 |
