Miłorząb japoński jest żywą skamieliną. To najstarszy żyjący gatunek drzewa, który pozostał względnie niezmieniony przez około 200 milionów lat. Jak wynika z niedawno przeprowadzonych badań, żywotność tych drzew jest teoretycznie nieograniczona. Rośliny te właściwie nie wykazują oznak starzenia się.
Nazwa miłorząb japoński (Ginkgo biloba) jest nieco mylna. Gatunek ten nie występuje naturalnie w Japonii, pochodzi z Chin, ale z Japonii drzewo po raz pierwszy trafiło do Europy. Stąd ta nazwa. Jednak w fachowych opracowaniach stosuje się raczej nazwy miłorząb dwuklapowy albo miłorząb chiński.
Drzewo dorasta do wysokości 30-40 metrów. Ma jadalne pestki. Uważane jest za roślinę leczniczą, ale częściej sadzi się je jako roślinę ozdobną. Gatunek ten rośnie także w Polsce. Za najstarszy okaz uważa się ten z ogrodu przy pałacu w Łańcucie, który rośnie tam od końca XVIII wieku.
Miłorząb dwuklapowy jest rośliną długowieczną. Może dożywać nawet do czterech tysięcy lat. Drzewo to przetrwało masowe wymierania i stało niezachwiane, podczas gdy świat wokół umierał i rodził się na nowo. W Chinach znajdują się przedstawiciele tego gatunku liczący sobie blisko 3500 lat. Ostatnie, szczegółowe badania sugerują, że żywotność tych drzew jest teoretycznie nieograniczona. Rośliny te wykazują niewiele oznak starzenia się.
Porównując bardzo stare miłorzęby i młode okazy, naukowcy znaleźli wyjaśnienie ich długowieczności. Wyniki ich badań ukazały się na łamach pisma „Proceedings of National Academies of Science”.
- Z wiekiem nasz układ odpornościowy zaczyna być coraz gorszy - powiedział Richard Dixon, biolog z University of North Texas. - Ale w pewnym sensie układ odpornościowy tych drzew, mimo że mają po 1000 lat, wygląda jak u młodego osobnika – dodał.
Dixon wraz z kolegami z innych uczelni ze Stanów Zjednoczonych oraz z Chin porównali młode drzewa miłorzębu, w wieku 3 lat, do starych okazów liczących sobie 667 lat. Łącznie przebadali 34 zdrowe okazy.
Badając kambium - cienką warstwę tkanki twórczej, która prowadzi do powstania drewna i łyka wtórnego, czyli słoi, odkryli, że miłorząb może rosnąć przez czas nieokreślony. Kambium zawiera komórki merystematyczne, które są podobne do komórek macierzystych u ludzi i zwierząt, choć znacznie słabiej zbadane.
Li Wang, biolog molekularny z Uniwersytetu Yangzhou, który badał słoje przyrostu wtórnego stwierdził, że wzrost miłorzębu nie spowolnił po setkach lat. Zauważył, że w niektórych latach nawet przyspieszył. Co więcej, wielkość liści, zdolność do fotosyntezy i jakość nasion drzew - wszystkie wskaźniki zdrowia - nie różniły się w porównaniu starych okazów z młodymi.
Aby dowiedzieć się, co działo się na poziomie genetycznym, naukowcy porównali ekspresję genów w liściach i kambium. Zespół zsekwencjonował RNA drzew, zbadał produkcję hormonów i zbadał mikroRNA, które reguluje ekspresję określonych genów.
Zgodnie z oczekiwaniami, ekspresja genów związanych ze starzeniem się, ostatnim i śmiertelnym etapem życia, wzrosła w umierających liściach. Ale kiedy badacze zbadali ekspresję tych samych genów w kambium, nie znaleźli żadnej różnicy między młodymi i starymi drzewami. Badacze zasugerowali, że chociaż organy takie jak liście giną, drzewa raczej nie umrą ze starości.
Istnieją jednak dowody na to, że drzewa ulegają pewnym zmianom w czasie. Starsze drzewa miały niższy poziom hormonu wzrostu zwanego kwasem indolilo-3-octowym i wyższy poziom hormonu hamującego wzrost zwanego kwasem abscysynowym. U drzew w wieku 200 lat lub starszych zaobserwowano również spadek ekspresji genów związany z podziałem komórek i ich różnicowaniem. Oznacza to, że kambialne komórki macierzyste u starszych drzew nie dzielą się na nowe drewno i korę tak łatwo, jak u młodszych drzew.
Jinxing Lin z Beijing Forestry University przyznał, że jeśli tempo podziału komórek kambialnych nadal spada wraz z wiekiem, to możliwe jest, że po kilku tysiącach lat wzrost drzew może znacznie spowolnić, a drzewa miłorzębu mogą w końcu umrzeć ze starości. Jednak zakres tych badań był zbyt mały, by to stwierdzić.
Aby sprawdzić, czy drzewa stają się bardziej podatne na stresory w miarę starzenia się, badacze zbadali geny związane z opornością na patogeny oraz te związane z wytwarzaniem ochronnych związków przeciwdrobnoustrojowych zwanych flawonoidami. Nie znaleźli żadnej różnicy w ekspresji genów dla drzew w różnym wieku, co sugeruje, że drzewa nie tracą zdolności do obrony przed zewnętrznymi stresorami. - To umiejętność, która pomaga miłorzębom zdrowo rosnąć przez tysiące lat – zaznaczył Dixon.
Wydaje się, że drzewa te wcale nie umierają ze starości. Większość drzew zostaje wyciętych lub pada z powodu szkodników, suszy czy pożarów. - Domyślnym warunkiem u tych roślin jest nieśmiertelność - powiedział Howard Thomas w komentarzu do badań, biolog z Aberystwyth University, który nie był zaangażowany w pracę.
Źródło: Science, fot. CC BY-SA 3.0/ Wikimedia Commons
