Odkrywamy tajemnice kolchicynowego kombosa: krokusy vs. storczyki

dnia

 

Krokusy i storczyki wydają się być zupełnie różnymi roślinami, ale mają pewne nieoczywiste powiązania. Krokusy są bowiem źródłem pozyskiwania kolchicyny. Pozyskuje się ją z nasion, bulw i innych części rośliny. Proces ten polega na ekstrakcji substancji chemicznej z surowca roślinnego, a następnie oczyszczeniu jej z w celu uzyskania czystej kolchicyny i …. otwiera drzwi do fascynującego świata genetyki roślinnej.

Od czasów starożytnych kolchicyna była używana w medycynie ludowej jako lekarstwo na różne dolegliwości, w tym artretyzm i dnę moczanową. Jej medyczne zastosowania zostały jednak dokładniej zbadane dopiero w XX wieku. Z uwagi na wąski zakres terapeutyczny, co oznacza, że nawet niewielkie nadużycie może prowadzić do toksyczności, kolchicyna powinna być stosowana pod uważnym nadzorem.

Ok, bardzo to wszystko ciekawe, ale nadal nie wydaje się mieć cokolwiek wspólnego ze storczykami. A jednak ma! Kolchicyna jest wykorzystywana do indukowania tetraploidalności w roślinach przez interferencje w podział komórkowy. Działa poprzez zatrzymywanie podziału komórkowego  w metafazie mitozy, co prowadzi do powstania komórek z podwójną liczbą chromosomów. Czy teraz wszystko już jasne? Jeśli nie, to dodam kolejną informację: Czy zdarzyło się Wam kupić ćmówkę oznaczoną jako 4n? Czy zastanawialiście się co właściwie oznacza to 4n?

W naturze wygląda to tak: każda żywa istota i każda roślina, storczyki także, ma komórki rozrodcze zwane gametami. Gamety (komórki żeńskie i komórki męskie) wyposażone są w pojedynczy zestaw chromosomów (1n), czyli są haploidalne (bo tak się to nazywa). To nie znaczy, że mają jeden chromosom, mają po jednym chromosomie w zestawie. I tak na przykład, komórki Catleyi mają ich po 20. Gamety powstają w trakcie mejozy (pewnie uczyliście się tego w szkole) , czyli podziału jądra komórkowego na cztery inne jądra o połowie chromosomów każde. Inaczej mówiąc jest to po prostu proces podziału, który prowadzi do tego, że komórka diploidalna (2n, czyli zawierająca komplet – 2 x pojedynczy zestaw chromosomów, czyli chromosomy w parach) dzieli się na 4 mniejsze o połowie chromosomów (1n). Na razie proste prawda?

My i inne stworzenia, rośliny także, jesteśmy kompletni. Kompletni, czyli „diploidalni”. Nasze komórki zawierają po połowie kompletu chromosomów od mamy i połowie kompletu chromosomów od taty. Dzięki temu nosimy własny, unikatowy komplet chromosomów.

Nasze storczyki także takie są. Na skutek zapylenia dostały od swoich rodziców 2 x jeden komplet chromosomów. Czasem jednak mejoza nie przebiega tak, jak powinna. W naturze jest to sytuacja niezwykle rzadka, ale nasze wiedźmie łapki nauczyły się majstrować przy tym procesie aby uzyskać tetraploidalność korzystając z substancji chemicznych lub promieniowania. Zwiększenie liczby chromosomów może bowiem prowadzić do zmian w cechach rośliny, takich jak kolor kwiatów, ich rozmiar, a nawet odporność na choroby. To po prostu jedna z metod stosowanych w hodowli, aby uzyskać nowe odmiany storczyków o pożądanych cechach. Bardzo często do pozyskania takich roślin wykorzystywana jest właśnie kolchicyna.

Jak zapewne się już domyślacie ćmówka oznaczona jako  4n  nosi w sobie pełen zestaw (zamiast połowy) chromosomów od mamy, oraz pełen zestaw (zamiast połowy) chromosomów od taty. Ma więc 2 x 20 + 2 x 20).

W przypadku człowieka, lub zwierząt, taka sytuacja prowadziłaby zapewne do straszliwych rezultatów, sprawiając, że organizm taki albo nie byłby w stanie żyć, albo byłby bardzo okaleczony, ale roślinom nie szkodzi to aż tak bardzo. W zasadzie najpoważniejszym skutkiem jest „jałowość” czyli brak możliwości wydawania potomstwa, lub znaczne utrudnienie w tym zakresie.

Czy warto to robić? Warto, przynajmniej moim zdaniem. Zamiast ganiać za roślinami z „dziczy’, sprawiając, że niektóre z gatunków już nie występują w swoich siedliskach, lepiej jest cieszyć się z uprawiania dorodnych, pięknych i wytrzymałych na nasze błędy krzyżówek, odmian 3n czy 4n. Tym bardziej, że prawie żadne z nas nie będzie przecież chciało rozmnażać (choćby i z powodu kłopotów z kiełkowaniem) swoich roślin. A jak przyjdzie nam to do głowy, to pewnie zrobimy to przez klonowanie (choćby z pędu kwiatowego). A jeśli mimo wszystko zachce nam się pobawić w profesjonalnego „hybrydyzatora” to cóż, najpierw trzeba będzie postudiować Biotechnologię, choćby i amatorsko.

© Zdjęcia i tekst: Marzenna Kielan. Wszelkie prawa zastrzeżone.