მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ფართოდ გავრცელებული ვირუსი, რომელიც ძირითადად კომბოსტოს ოჯახის მცენარეებს აზიანებს, მაგალითად, ბროკოლის და ყვავილოვან კომბოსტოს, კრიზისის დროს, მასპინძელს უფრო მეტ სარგებელს აძლევს, ვიდრე ზიანს.
მკვლევრებმა გაარკვიეს, რომ გვალვის დროს, თალგამის მოზაიკურ ვირუსს შეუძლია, მავნებლიდან სასარგებლოდ გადაიქცეს და მისი მასპინძლის ცირკულარული საათი ისე შეცვალოს, რომ მცენარემ უფრო ცოტა წყალი დაკარგოს.
როდესაც კვლევის დროს ველური ყვავილოვანი მცენარე, სახელად Arabidopsis thaliana ამ ვირუსის კონკრეტული ვარიანტით დააინფიცირეს, მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ მცენარეს წყლის შემდგომი სტრესისგან გადარჩენის შანსი 25 პროცენტით უფრო მაღალი იყო.
როგორც ჩანს, ყველაფერი ამინდთან იყო დაკავშირებული.
„ნორმალურ გარემო პირობებში, ვირუსი კლასიკური სახით მოქმედებს, როგორც პათოგენი, რომელიც მორწყულ მცენარეებს კლავს. თუმცა, ინფიცირებული მცენარეები, რომლებიც გვალვით გამოწვეულ სტრესში მოხვდნენ, ცოცხალი გადარჩნენ“, — ამბობს ბიოლოგიის ინტეგრირებული სისტემების ინსტიტუტის (I2SysBio) ვირუსოლოგი სანტიაგო ელენა ფიტო.
იმის გასარკვევად, თუ რა განაპირობებდა რეალურად ასეთ ცვლილებებს, მკვლევრებმა ჯანმრთელი მცენარეები დააინფიცირეს ვირუსის იმ ვარიანტებით, რომლებიც ან გვავლიან გარემოში ვითარდებოდნენ, ან ჩვეულებრივი რაოდენობის ნალექების პირობებში.
ამის შემდეგ, მცენარეები მორწყეს როგორც ნორმალურად, ისე ძალიან ცოტა წყლით.
ვირუსის ის ვარიანტები, რომლებიც ნორმალურ გარემო პირობებშია განვითარებული, მცენარის დაავადებას განაგრძობდნენ. ამავე დროს, გვალვის მსგავს გარემოში განვითარებულმა ვირუსებმა უფრო მეტი „გულმოწყალება“ აჩვენეს, იმ შემთხვევაშიც კი, თუ მათ მასპინძლებს კარგად რწყავდნენ.
აღმოჩენა მიუთითებს, რომ გვალვაში განვითარებული ვირუსები მათი მასპინძლის გენების ტრანსკრიფციაში როგორღაც იწვევენ ცვლილებებს, რათა მათ გადარჩენაში დაეხმარონ. უფრო მეტიც, მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ ამ ვარიანტებით ინფიცირებულ მცენარეებს აღენიშნებოდათ სადღეღამისო საათთან დაკავშირებული გენეტიკური ცვლილებები, რაც გავლენას ახდენს მცენარის მიერ წყლის მოხმარებაზე.
სწრაფად დათბობად მსოფლიოში, სადაც უფრო ხშირი და ძლიერი გვალვები მრავალი მცენარის მომავალს აგდებს საფრთხეში, ასეთი ცოდნა უბრალოდ სიცოცხლის გადამრჩენელი იქნება.
წინა კვლევებმა აჩვენა, რომ ზოგიერთ ვირუსს კულტივირებულ მცენარეებში დაავადებათა გამოწვევა შეუძლია, მაგრამ ასეთივე გავლენას ის ველურ მცენარეებზე არ ახდენს. მეცნიერთა აზრით, ამის მიზეზი ის არის, რომ მასპინძლისა და ვირუსის ურთიერთობა პათოგენეზიდან (ანუ დაავადება) მუტუალიზმამდე (სადაც ყველა მხარე სარგებლობს) ეცემა. მათივე აზრით, გარკვეულ გარემო პირობებზეა დამოკიდებული, გაჰყვება თუ არა ვირუსი ამ გზას.
2008 წელს, მკვლევრებმა შენიშნეს რამდენიმე მოზაიკური ვირუსი, რომლებიც მცენარეს გარემოსგან მიყენებული სტრესისადმი შეგუებაში ეხმარებოდა, აძლიერებდა მის ანტიოქსიდანტებს და წყლის დაცვას.
2013 წელს, კიდევ ერთმა კვლევამ აჩვენა, რომ გვალვა და სიცხე ერთობლივად, თალგამის მოზაიკურ ვირუსს შეიძლება მნიშვნელოვნად ცვლიდეს, თუმცა ამ შემთხვევაში, ჩათვალეს, რომ ის სიცხისადმი მცენარის პასუხს ამცირებდა და მას არ აუმჯობესებდა.
მკვლევართა განცხადებით, მათი კვლევა პირველია, რომელიც აჩვენებს, რომ გარემო პირობებს შეუძლია პირდაპირი გავლენა მოახდინოს ვირუსის ურთიერთობაზე მის მასპინძელთან და სიცოცხლის ერთ ციკლში პათოგენეზიდან მუტუალიზმში გადაიზარდოს.
„აქამდეც შემჩნეული იყო, რომ ვირუსს შეუძლია მასპინძელს გვალვაგამძლეობა მიანიჭოს, მაგრამ ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც შევისწავლეთ, როგორ აყალიბებს აბიოტური სტრესი მასპინძლისა და ვირუსის ურთიერთობის ევოლუციას“, — წერენ ავტორები.
კვლევის მიხედვით, როდესაც არაბიოლოგიური საფრთხის წინაშე დგას, ზოგიერთ მცენარეს შეუძლია მოირგოს მეტაბოლიზმი და გენების ექსპრესია, მათ შორის, არის ცვლილებები, რომლებიც თავის მხრივ, გავლენას ახდენს ვირუსული ინფექციის შედეგზე.
ცნობილია, რომ ვირუსები, რომლებიც მცენარეში გვალვის მსგავს გარემოში ყალიბდება, მასპინძლებს არ უტევენ მაშინ, როდესაც ისინი ცუდ მდგომარეობაში არიან.
„ჩვენი მონაცემები მიუთითებს, რომ ვირუსის ადაპტაცია გვალვიან გარემოში განაპირობებს დიფერენციალურ ტრანსკრიპტომულ ცვლილებას საკუთარ მასპინძელში“, — წერენ მკვლევრები.
მათივე განცხადებით, სტანდარტული და გვალვაში განვითარებული ვირუსებით ინფიცირებულ მცენარეებში გენების ექსპრესიის შედარებამ აჩვენა, რომ დიფერენციალურ ექსპრესიათა დიდი ნაწილი გვალვიან გარემოში ხდება.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ ტიპის ვირუსულ ინფექციას შეუძლია შეცვალოს გვალვისადმი შემწყნარებლობა მცენარე Arabidopsis thaliana-ში, რაც ხელს უწყობს როგორც მასპინძლის, ისე ვირუსის გადარჩენას. საბოლოოდ, სწორედ ეს განაპირობებს ინფექციის გამრავლებას და გავრცელებას კიდევ უფრო სტრესულ გარემოში.
ავტორთა განცხადებით, ვირუსების ეს მექანიზმი, რომ მცენარეებში სტიმული მისცენ გვალვისადმი შემწყნარებლობას, სავარაუდოდ, უნივერსალური არ არის და თავად სახეობის შიგნითაც კი სხვადასხვაგვარია. თუმცა, თუ დავადგენთ, როგორ გარდავქმნათ ეს საერთო ინფექციები პათოგენებიდან პარტნიორებად, ძალიან გამოვგადგება მომავალში, უფრო დიდი გვალვებისას ჩვენი სასოფლო-სამეურნეო კულტურების დაცვაში.
კვლევა ჟურნალ PNAS-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
