Βρέθηκε το «ιερό δισκοπότηρο» του σιταριού

Είναι το φυτό που άλλαξε την ανθρωπότητα. Χάρη στην καλλιέργεια του σίτου ο άνθρωπος μπόρεσε να τραφεί επί χιλιετίες και οι ολιγομελείς κατά βάση κοινότητες κυνηγών-τροφοσυλλεκτών που αγωνίζονταν να επιβιώσουν σε ένα δύσκολο και εχθρικό για αυτούς περιβάλλον, να εξελιχθούν στους απόλυτους κυρίαρχους του πλανήτη.

Στην πορεία της εξέλιξης των ανθρώπινων κοινωνιών, ένα άγριο φυτό που κάποτε βρισκόταν μόνο σε μια περιορισμένη περιοχή της Μέσης Ανατολής καλύπτει τώρα τεράστιες εκτάσεις της Γης. Οπως αναφέρει ο διάσημος ιστορικός και συγγραφέας Γιουβάλ Νώε Χαράρι, «στις μεγάλες πεδιάδες της Βόρειας Αμερικής, όπου δεν υπήρχε κανένα ίχνος σιταριού πριν από 10.000 χρόνια, μπορείτε σήμερα να περπατήσετε για χιλιάδες χιλιόμετρα χωρίς να συναντήσετε κανένα άλλο φυτό».

Στο ευπώλητο βιβλίο του «Μια Σύντομη Ιστορία του Ανθρώπινου Είδους», ο ίδιος εξηγεί: «Το σιτάρι δεν ήταν το μοναδικό φυτό που τροφοδότησε την αγροτική επανάσταση. Αλλα βασικά προϊόντα, όπως το ρύζι και οι πατάτες, έπαιξαν ρόλο. Αλλά στο σιτάρι αναγνωρίζεται γενικά ο πρωταγωνιστικός ρόλος στην πυροδότηση της γεωργικής επανάστασης, που δημιούργησε τον σύγχρονο κόσμο μας, με τις  πληθυσμιακές εκρήξεις και τις χαϊδεμένες ελίτ».

Η κυριαρχία, η απειλή και η διέξοδος

Το σιτάρι παρέχει πλέον το 20% των θερμίδων που καταναλώνει ο άνθρωπος καθημερινά, αλλά η παραγωγή του απειλείται. Η κλιματική αλλαγή προκαλεί όλο και πιο έντονα κύματα καύσωνα, ξηρασίες, αλλά και πυρκαγιές, φαινόμενα που απειλούν διαρκώς τις σοδειές και το μέλλον της ανθρωπότητας με τον κίνδυνο εμφάνισης εκτεταμένων λιμών.

Δύο είναι οι κύριες μορφές σιταριού που καλλιεργούνται παγκοσμίως: το σιτάρι που προορίζεται για παραγωγή ζυμαρικών και εκείνο από το οποίο παράγεται ψωμί. «Οι δυο αυτές ποικιλίες παίζουν κρίσιμο ρόλο στη διατροφή περίπου 4,5 δισ. ανθρώπων. Περίπου 2,5 δισ. άνθρωποι σε 89 χώρες εξαρτώνται από το σιτάρι για την καθημερινή τους τροφή, επομένως καταλαβαίνετε πόσο ζωτικής σημασίας είναι η καλλιέργεια για την ανθρωπότητα», σημειώνει ο Γκράχαμ Μουρ, γενετιστής σίτου και διευθυντής του John Innes Centre, ενός από τα κορυφαία ινστιτούτα έρευνας καλλιεργειών στον κόσμο.

Οπως αναφέρει σε δημοσίευμα του ο Guardian. ερευνητές του John Innes Centre επιχειρούν να αναπτύξουν ποικιλίες σιταριού ανθεκτικές στη ζέστη και στην ξηρασία. Στο πλαίσιο αυτό ξεκινά ένα πρόγραμμα φύτευσης ορισμένων από αυτές τις πειραματικές ποικιλίες, σε χωράφια στην Ισπανία.

Οι ερευνητές εξηγούν ότι επέλεξαν την Ισπανία επειδή οι συνθήκες εκεί ήταν έτσι κι αλλιώς μη φιλικές στη καλλιέργεια σιταριού, εξαιτίας των υψηλών θερμοκρασιών της Ιβηρικής χερσονήσου, αλλά τα τελευταία χρόνια, εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής και των καυσώνων που κάνουν ολοένα και πιο συχνά την εμφάνιση τους, έχουν γίνει ακόμα πιο δύσκολες για το σιτάρι.

Το μεγάλο εμπόδιο

Η προσπάθεια ανάπτυξης ανθεκτικών ποικιλιών σιταριού δεν ξεκίνησε πρόσφατα, αλλά πριν από πολλές δεκαετίες. Ωστόσο, η επιστημονική κοινότητα αντιμετωπίζει σοβαρό πρόβλημα εξαιτίας  της πολυπλοκότητας των γονιδιακών χαρακτηριστικών του φυτού. «Ο άνθρωπος διαθέτει ένα μόνο γονιδίωμα, το οποίο περιέχει τις οδηγίες του DNA του. Αλλά το σιτάρι για ζυμαρικά έχει δύο διαφορετικά προγονικά γονιδιώματα, ενώ το σιτάρι για ψωμί έχει τρία», αναφέρει ο Γκράχαμ Μουρ.

Αυτή η πολυπλοκότητα έχει δημιουργήσει μια ιδιαίτερη κατάσταση. Προκειμένου να ελέγξει τα διαφορετικά γονίδια και τα χρωμοσώματά του, το σιτάρι εμφάνισε ένα γονίδιο που δεν έχει εντοπιστεί, αλλά οι ειδικοί γνωρίζουν πως λειτουργεί ως σταθεροποιητικός παράγοντας, διαχωρίζοντας τα διαφορετικά χρωμοσώματα στα διαφορετικά γονιδιώματά του. Αυτός ο γονοδιακός μηχανισμός είναι που εξασφαλίζει ότι οι δύο μορφές σιταριού έχουν υψηλές αποδόσεις σοδειάς. Παράλληλα, όμως, αυτό το σταθεροποιητικό γονίδιο καταστέλλει οποιαδήποτε ανταλλαγή χρωμοσωμάτων με άγριους συγγενείς του σιταριού, εμποδίζοντας έτσι τις προσπάθειες των γενετιστών να δημιουργήσουν νέες ποικιλίες, ώστε να αντιμετωπίσουν τις σημερινές και κυρίως τις μελλοντικές κλιματικές δυσκολίες και προκλήσεις.

«Οι άγριοι συγγενείς μας διέθεταν κάποιες πολύ χρήσιμες ιδιότητες –αντοχή σε ασθένειες, ανοχή στο αλάτι, προστασία από τη θερμότητα–, τις οποίες θα θέλαμε να προσθέσουμε στο σιτάρι για να γίνει πιο εύρωστο και εύκολο στην καλλιέργεια υπό δύσκολες συνθήκες. Αλλά μέχρι σήμερα δεν μπορούσαμε να το πετύχουμε, γιατί αυτό το γονίδιο, που οι γενετιστές σιταριού αποκαλούν “ιερό δισκοπότηρο”, εμπόδιζε αυτές τις ιδιότητες να αφομοιωθούν», εξηγεί ο Μουρ.

Η ανακάλυψη

Οι επιστήμονες του John Innes Center πιστεύουν ότι εντόπισαν τελικά το γονίδιο-κλειδί. Το ονόμασαν Zip4.5B και δημιούργησαν μια μεταλλαγμένη εκδοχή του. Με βάση τις δοκιμές που έχουν γίνει μέχρι σήμερα, φαίνεται ότι βοηθάει το γονίδιο να εκτελέσει την κύρια λειτουργία του. Να επιτρέπει δηλαδή στα χρωμοσώματα του σιταριού να ζευγαρώσουν σωστά και να διατηρήσουν τις υψηλές αποδόσεις, χωρίς ταυτόχρονα να μπλοκάρει τη δημιουργία νέων παραλλαγών, με ιδιότητες άγριων ειδών του φυτού.

Από τη στιγμή που η ερευνητική ομάδα εντόπισε το γονίδιο, διαπίστωσε ότι υπάρχουν τουλάχιστον 50 διαφορετικές εκδοχές του και με τη χρήση προηγμένων μεθόδων γονιδιακών παρεμβάσεων ανέπτυξαν διάφορες νέες ποικιλίες σιταριού.

«Τώρα θα δοκιμάσουμε αυτές τις ποικιλίες σε μια περιοχή κοντά στην Κόρδοβα, προκειμένου να δούμε ποιες ποικιλίες θα τα καταφέρουν καλύτερα σε υψηλές θερμοκρασίες παρόμοιες με αυτές που θα αντιμετωπίσουν οι αγρότες στο μέλλον», καταλήγει ο Μουρ.