ველური ვარდის მცენარის სახეობას, ვარდკაჭაჭას (Rosa canina), აქვს პენტაპლოიდური გენომი 35 ქრომოსომით. მას აქვს კენტი რაოდენობის ქრომოსომა, მაგრამ მას შეუძლია სქესობრივი გზით გამრავლება უნიკალური ფორმით. უჯრედის განყოფილება „კანინა მეიოზი“, რომლის დროსაც ქრომოსომების მხოლოდ ორი ნაკრები განიცდის რეგულარულ მეიოზურ დაყოფას, ხოლო დანარჩენი 21 ქრომოსომა კვერცხუჯრედის მიერ ასიმეტრიულად რჩება. ტეტრაპლოიდური კვერცხუჯრედის ჰაპლოიდური მტვრით განაყოფიერება იწვევს პენტაპლოიდურ შთამომავლობას. ძაღლის ვარდების გვარში დაფიქსირებული ამ ასიმეტრიული მეიოზის მექანიზმი უცნობია. ერთ-ერთ ბოლოდროინდელ კვლევაში მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ ცენტრომერების ზომები გადამწყვეტ როლს თამაშობს იმის განსაზღვრაში, წარმოიქმნება თუ არა ქრომოსომა ორვალენტიანი თუ დაუწყვილებელი. უფრო პატარა ცენტრომერების ზომის ქრომოსომები წყვილდებიან და სიმეტრიულად იყოფა, ხოლო დიდი ცენტრომერების ზომის ქრომოსომები დაუწყვილებელი რჩებიან და კვერცხუჯრედების მიერ ინარჩუნებენ. ეს მნიშვნელოვანია მცენარეთა სელექციისთვის, რადგან ცენტრომერების ზომის შესაბამისი ცვლილებების შეტანა სასურველი ქრომოსომის მემკვიდრეობას ნიშნავს.
გენოფონდის უწყვეტობისა და მთლიანობის უზრუნველსაყოფად, შთამომავლობაში ქრომოსომების რაოდენობა იგივე უნდა დარჩეს, რაც მათ მშობლებში. ამის უზრუნველსაყოფად, უმაღლესი ცხოველებისა და მცენარეების უმეტესობაში სასქესო ჯირკვლები განიცდიან სიმეტრიულ მეიოზურ უჯრედულ დაყოფას, რაც იწვევს ჰაპლოიდური გამეტების წარმოქმნას, რომლებიც შეიცავს ქრომოსომების თანაბარ რაოდენობას (n), ისე, რომ მამრობითი სქესის გამეტით კვერცხუჯრედის განაყოფიერების შემდეგ ზიგოტაში აღდგება თავდაპირველი დიპლოიდური რაოდენობა (2n). მაგალითად, ადამიანებს აქვთ ქრომოსომების 23 წყვილი (2n=46). სასქესო ჯირკვლებში მეიოზის დაყოფის შედეგად სიმეტრიულად წარმოიქმნება ჰაპლოიდური კვერცხუჯრედები და სპერმატოზოიდები (n=23), ისე, რომ განაყოფიერების შემდეგ ზიგოტაში აღდგება თავდაპირველი დიპლოიდური რაოდენობა (2n=46). ეს ეხება სქესობრივად გამრავლებადი მცენარეებისა და ცხოველების უმეტეს სახეობებს. მათ აქვთ ქრომოსომების ლუწი რაოდენობა. თუმცა, ვარდისფერ ვარდის მცენარეში სქესობრივი გამრავლება უნიკალურია.
ველური ვარდის (Rosa canina), გავრცელებული ცოცვადი, ველური ვარდის მცენარის სახეობა, პენტაპლოიდური გენომი აქვს, კერძოდ, მას ქრომოსომების ხუთი ნაკრები აქვს, რომელთაგან თითოეულს 7 ქრომოსომა აქვს. მცენარეს კენტი რაოდენობის ქრომოსომა აქვს, სულ 35, მაგრამ მას შეუძლია სქესობრივი გზით გამრავლება მეიოზური უჯრედების დაყოფის ასიმეტრიული ფორმით, რომელსაც „Canina meiosis“ ეწოდება, რომლის დროსაც ქრომოსომების მხოლოდ ორი ნაკრები (=14) ქმნის ორვალენტს და განიცდის რეგულარულ მეიოზურ დაყოფას, ხოლო დანარჩენი ქრომოსომები (=21) კვერცხუჯრედში რჩება.
Canina მეიოზის დროს ზოგიერთი ქრომოსომა რჩება დაუწყვილებელი (ერთვალენტიანი), ზოგი კი ქმნის წყვილებს (ორვალენტიანი). დაუწყვილებელი ქრომოსომები სპერმატოგენეზის დროს ელიმინირდება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ჰაპლოიდური მტვრის მარცვალი მხოლოდ ორვალენტიანი ქრომოსომებით. მეორეს მხრივ, ოოგენეზის დროს კვერცხუჯრედი საკანი იღებს ორვალენტიანი წარმოშობის ქრომოსომების ერთ კომპლექტს და ყველა 21 შეუწყვილებელ ქრომოსომას, რაც კვერცხუჯრედს ტეტრაპლოიდურს ხდის. ტეტრაპლოიდური კვერცხუჯრედის განაყოფიერება ჰაპლოიდური მტვრით (ორვალენტიანი წარმოშობის ქრომოსომებით) აღადგენს პენტაპლოიდურ (5n) გენომს შთამომავლობაში. ამრიგად, ვარდისებრი ასკილის შთამომავლები ძირითადად კლონირებულია და ნაწილობრივ სქესობრივი გზით მრავლდებიან. გამრავლების ეს უნიკალური ფორმა საუკუნის განმავლობაშია ცნობილი, თუმცა მისი მექანიზმი უცნობია.
ერთ-ერთ ბოლოდროინდელ კვლევაში მკვლევარებმა გამოიკვლიეს, თუ როგორ ხდება ძაღლისებრ ვარდების კვერცხუჯრედებში დაუწყვილებელი ქრომოსომების მიზანმიმართული ტრანსპორტირება კვერცხუჯრედებში ოოგენეზის დროს. მათ აღმოაჩინეს ქრომოსომების ცენტრომერების ზომების ჩართულობა. უფრო დიდი ცენტრომერები ძირითადად დაუწყვილებელ ქრომოსომებში გვხვდებოდა, ხოლო ორვალენტიანი ცენტრომერები გამდიდრებული იყო რეტროტრანსპოზონებით. მტკიცებულებები მიუთითებს, რომ ქრომოსომის ცენტრომერის ზომა განსაზღვრავს, წარმოიქმნება თუ არა ქრომოსომა ორვალენტიანი ფორმით, თუ დარჩება დაუწყვილებელი, რათა კვერცხუჯრედში ასიმეტრიული ოოგენეზის დროს შენარჩუნდეს. მცირე ცენტრომერების მქონე ქრომოსომები ქმნიან ორვალენტებს და განიცდიან სიმეტრიულ დაყოფას, ხოლო დიდი ცენტრომერების მქონე ქრომოსომები რჩებიან დაუწყვილებელი და ასიმეტრიულად ინახება კვერცხუჯრედში. ეს მნიშვნელოვანია მცენარეთა სელექციისთვის, რადგან ცენტრომერების ზომის შესაბამისი ცვლილებების შეტანა ნიშნავდა სასურველი ქრომოსომის მემკვიდრეობას.
***
წყაროები:
- ლუნეროვა ჯ. და სხვ. 2020. ასიმეტრიული ძაღლის მეიოზი თან ახლავს პერიცენტრომერული სატელიტის გაფართოებას არარეკომბინირებულ უნივალენტურ ქრომოსომებში Rosa გვარში. ბოტანიკის ანალები, ტომი 125, ნომერი 7, 4 წლის 2020 ივნისი, გვერდები 1025–1038, გამოქვეყნების თარიღი: 25 წლის 2020 თებერვალი. DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028
- ჰერკლოცი, ვ., ჟანგი, მ., ნასიმენტო, თ. და სხვ. პენტაპლოიდური ვარდკაშკაშა ჯიშების ბიმოდალური ცენტრომერები ნათელს ჰფენს მათ უნიკალურ მეიოზს. Nature (2025). გამოქვეყნდა 18 წლის 2025 ივნისს. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z
- მაქს-პლანკის გეზელშაფტი. გადარჩენისკენ სწრაფვა: ვარდების, როგორც ჩანს, შეუძლებელი რეპროდუქცია ცენტრომერის ხრიკზეა დამოკიდებული. გამოქვეყნდა 18 წლის 2025 ივნისს. ხელმისაწვდომია https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en
***
