 |
Những quả cà chua thoái hóa được tìm thấy ở quần đảo Galapagos.(Ảnh: Adam Jozwiak/UCR) |
Các loại cây trồng thuộc họ cà như khoai tây, cà tím và cà chua tạo ra các phân tử có vị đắng này để giúp ngăn chặn sự săn mồi của nấm, côn trùng và các loài động vật khác. Tuy nhiên, quá nhiều ancaloit có thể khiến cây trở nên độc hại đối với con người.
Adam Jozwiak, nhà hóa sinh phân tử tại UC Riverside và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Nhóm của chúng tôi đã thử và kiểm soát quá trình tổng hợp ancaloit và tình cờ phát hiện ra là một loạt cây cà chua trên các đảo phía tây mới hơn về mặt địa chất của quần đảo Galapagos đang tiết ra một hỗn hợp độc hại của các ancaloit giống hệt với các ancaloit do họ hàng cà tím sản xuất ra đã tồn tại hàng triệu năm trước. Tuy nhiên, các cây cà chua trên các đảo phía đông cũ hơn lại tạo ra cùng một hỗn hợp ancaloit được tìm thấy trong cà chua trồng hiện đại”.
Đi sâu nghiên cứu, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng lý do các loài thực vật tiết ra hỗn hợp ancaloit cổ xưa có liên quan đến sự thay đổi bốn axit amin trong một trong các enzyme của thực vật. Sự thay đổi này có khả năng là do điều kiện khắc nghiệt hơn ở các đảo phía tây, đã làm thay đổi sự sắp xếp của cấu trúc phân tử ancaloit, khiến nó trở nên độc hại hơn.
Để kiểm tra phát hiện này, họ đã tạo ra sự thay đổi tương tự ở cây thuốc lá, cây này cũng có sự thay đổi đột ngột về mặt tiến hóa và bắt đầu thải ra các ancaloit cũ.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng DNA từ cây cà chua hiện đại để chạy một thí nghiệm mô hình hóa nhằm cho thấy nó trông như thế nào trước khi tiến hóa. Quả nhiên, khi mô hình chạy và cho thấy rằng những cây cổ đại này sẽ trùng khớp chính xác với đặc điểm của những cây được tìm thấy trên quần đảo Galapagos phía tây ngày nay.
Jozwiak cho biết những phát hiện của họ chỉ ra chính xác rằng cà chua đã quay ngược thời gian để tái tạo cùng một hợp chất theo cùng một cách giống hệt như họ hàng cổ xưa của chúng.
Jozwiak cho biết những phát hiện này có thể khiến các nhà khoa học phải suy nghĩ lại về quá trình tiến hóa như một quá trình linh hoạt hơn và ít tuyến tính hơn và thậm chí có thể nghĩ đến ý tưởng rằng một quá trình như vậy có thể xảy ra ở con người nếu môi trường của họ thay đổi đủ. Ông cũng cho biết công trình của nhóm ông có thể mở ra cánh cửa cho kỹ thuật di truyền mới.
