زن و مرد، مرغ و خروس، گاو ماده و نر، جنسیتهای مختلف بنیان اصلی طبیعت هستند. اما این موضوع مسئله عجیبی برای گیاهان است. اکنون، دانشمندان متوجه شدهاند توت فرنگیها، که جوانترین کروموزوم شناخته شدهی جنسی را در بین حیوانات و گیاهان دارد توانایی تغییر جنسیت از ماده به نر را دارند. ژنهای پرش کننده غیر معمول آنها مسئول این عمل هستند به این معنی که جنسیت در گیاهان میتواند سریعتر از انکه کسی متوجه شود تغییر کند.
برای اولین بار ما تصویری از تکامل کروموزوم جنسی در گذر زمان و مکان داریم. این فقط دربارهی استقرار کروموزوم جنسی نیست، بلکه درمورد این است که چگونه نواحی تعیین کننده جنسیت به تکامل خود ادامه میدهند.
حیوانات دارای قدیمیترین کروموزوم جنسی با ناحیهای مشخص هستند. ولی در گیاهان، کروموزوم جنسی به تازگی بوجود امده (در چند میلیون سال اخیر)، و بیشتر گیاهان دوجنسه هستند- که دارای هر دو اندام جنسی نر و ماده هستند- فقط ۶ درصد گیاهان به جنسیت های متفاوت تقسیم بندی میشوند. که شامل: مارچوبه، عنبه هندی، رازک، ماریجوانا، توت فرنگی، که یک کشاورز تحصیل نکرده اهل اوهایو متوجه شد که طعمهای مختلفی دارند: نر، ماده، مخلوط.
برای فهمیدن اینکه این طعمها چگونه تکامل یافتهاند، Tia-Lynn بیست سال را صرف نشان دادن اینکه نواحی متفاوت در ژنوم توتفرنگی میتوانند جنسیت را کنترل کنند، کرد. ولی متوجه شدند پیدا کردن این نواحی مانند پیدا کردن سوزن در انبار کاه است: برخلاف انسان، که فقط دو نسخه از ۲۳ نوع کروموزوم خود دارند، توت فرنگیها ۸ سری از ۷ کروموزوم خود داردند که در مجموع ۵۶ کروموزوم میشود.
Ashmans و تیمش اولین شواهد وجود توالی تعیین نر یا ماده بودن را در توت فرنگیهای وحشی شمال شرقی امریکا بدست آوردند. ولی وقتی همین توالی جنسی را در توتفرنگیهای وحشی اورگان پیدا کردند در یک منطقه کاملا متفاوت و کروموزوم متفاوت بودند.
این توالیها در مکانهای متفاوت چکار میکردند؟
جواب واضح این است که جنسیتهای مختلف توتفرنگیها به طور مستقل تکامل یافتهاند. ولی توضیح دیگرِ کمتر محتمل، این است که ناحیه تعیین جنسیت DNA یک بار به وجود آمده و بعد در طول ژنوم به حرکت درامده است.
دانشمندان ۶۰ نمونه از F .virginiana و F .chiloensis را مرتب کردند، بعد به دو دسته ماده و نر تقسیم کردند، تا ببیند آیا DNA در مادهها منحصر به فرد است یا نه. همه مادهها در یک توالی کوتاه مشترک بودند که حداقل دو بار در هر بار تولید دوباره گیاه در طول نسلها پرش میکرد و به حرکت در میآمد.
با هر بار پرش، تعداد ژن خاص مخصوص ماده برروی توالی افزایش مییافت. این ژنهای سوغاتی “souvenirs” باعث افزایش تفاوت دربین کروموزومهای جنسی میشود.
در انسان و دیگر حیوانات، تفاوتهای جنسی خاص در نهایت بسیار زیاد میشوند. در توتفرنگیها پرش و انتقال توالی شامل دو ژن است که نقش اساسی در تکامل گرده و میوه برعهده دارند. این مطالعات نشان داد که نواحی مشخص کننده جنسیت میتوانند از یک مکان به مکانی دیگر انتقال یابند.
محققان اظهار کردهاند که عملکرد این دو ژن و اینکه چگونه به مکان دیگری انتقال مییابند باید مورد بررسی قرار بگیرد و Ashman میگوید این یافتهها سوال دیگری را مطرح میکنند: چرا این نواحی اصلا حرکت میکنند؟ Ashman و گروهش به دنبال پاسخ این پرسش هستند.
ولی ما نباید به زودیها منتظر وجود توتفرنگیهای نر و ماده در میوهفروشیها باشیم!