Rosor är lika omtalade för sina taggar som för sina vackra blommor. De vassa spetsarna på stjälkarna är ett försvar mot betesdjur, och i vilt tillstånd delar rosen sitt skydd med alltifrån aubergine och tomat till ris och korn.
Nu har en internationell forskargrupp för första gången klarlagt hur så vitt skilda arter fått samma typ av försvarsmekanism. Under 400 miljoner år av evolution går det att hitta minst 28 tillfällen då växtarter, oberoende av varandra, har utvecklat taggar.
Allt går att härleda till en enskild gen som aktiverats hos alla de taggiga växtarterna, enligt en artikel i den vetenskapliga tidskriften Science.
– Det är intressant att det är samma genetiska program som återanvänds för att åstadkomma samma sak. Det är lite som att växterna använt samma ”app” för att skapa taggar, säger Jens Sundström som är docent i växtfysiologi vid Sveriges lantbruksuniversitet, SLU, och som inte varit involverad i studien.
Det var forskare vid Cold Spring Harbor Laboratory i delstaten New York som började undersöka växter inom potatissläktet (Solanum). Det består av över tusen arter, däribland vår vanliga potatis, aubergine och tomat. I vilt tillstånd har många av växterna i familjen vassa taggar som människor under många generationer har odlat bort.
– Genom att välja ut enstaka plantor som saknat taggar och förädla dem vidare har man fixerat den här egenskapen, säger Jens Sundström.
Forskarna testade att korsa taggfria auberginer med en taggig, vild släkting till grödan. Resultatet blev hybridplantor där vissa hade taggar, medan andra saknade dem. Genom att jämföra växternas dna kunde forskarna till slut peka ut en gen som kallas för Lonely Guy (LOG) som ansvarig för att bilda taggar.
Med hjälp av kollegor vid andra forskningsinstitut började gruppen att kartlägga fler växter, och hittade ett tydligt mönster. Hittills har de bekräftat att LOG-genen ligger bakom taggarna i ett 20-tal olika växtarter, även utanför potatissläktet. Från ris och korn till jujubär och rosor.
Genen som styr utvecklingen av taggar är inte bara intressant för evolutionsforskare, utan kan ha högst praktisk betydelse. I artikeln i Science beskriver forskarna hur de testat att genomredigera taggiga växter genom att blockera genen som bildar taggar med den Nobelprisbelönade gensaxen Crispr/Cas9.
Som det australiensiska ökenrussinet (Solanum centrale), en söt frukt som växer på små taggiga buskar i torra områden. Forskargruppen kunde snabbt ta fram en version utan taggar som därmed blir betydligt lättare att odla och skörda.
– Det här skulle kunna bidra till att vi kan domesticera nya grödor, och då finns en potential att öka diversiteten i odlingslandskapet. I dag är vi beroende av ett fåtal olika grödor, och allt vi gör för att underlätta för att odla fler kommer att leda till ökad hållbarhet, säger Jens Sundström på SLU.
Inom EU klassas grödor som redigerats med hjälp av Crispr/Cas9 än så länge som GMO, vilket medför en dyr och tidskrävande tillståndsprocess för att få odla dem inom unionen. Men i andra delar av världen kan taggfria växter i kommersiell odling bli verklighet tack vare de nya framstegen, tror Jens Sundström.
– Jag kan tänka mig att det kan komma ganska snart, säger han.
Fakta.Taggar och torn
Inom biologin gör man skillnad på olika typer av det vi i folkmun kallar taggar på växter beroende på hur de bildas.
Taggarna på havtorn, slånbär och citronträd kallas för torn, taggar som består av modifierade grenar.
Kaktustaggar består av det som annars skulle kunna bilda löv.
Det som faktiskt heter taggar hittar vi på bland annat rosor och tomater och består av växtens yttersta cellskikt (epidermis).
Källa: Science/SLU.
Läs också:
Därför exploderade jorden av liv
Världens största apas öde gäckar forskarna
Sjöstjärnans hemlighet avslöjad – djuret är ett enda stort huvud
