Kufungua maelezo ya kinasaba ya feri kunaweza kutupa suluhu zinazowezekana kwa masuala mengi yanayokabili yetu sayari leo.
In genome mpangilio, DNA mpangilio hufanywa ili kuamua mpangilio wa nyukleotidi katika kila molekuli mahususi ya DNA. Mpangilio huu halisi ni wa thamani kuweza kuelewa aina ya taarifa za kijeni zinazobebwa katika DNA. Kwa kuwa jeni husimba protini ambayo huwajibika kwa kazi nyingi za mwili, maelezo haya yanaweza kusaidia kuelewa athari za utendakazi wao katika mwili. Mpangilio umekamilika genome ya kiumbe yaani DNA zake zote ni kazi ngumu na yenye changamoto nyingi na inabidi ifanywe kidogo kidogo kwa kuvunja DNA katika vipande vidogo vidogo, kuvipanga na kisha kuweka vyote pamoja. Kwa mfano, mwanadamu kamili genome ilipangwa katika 2003 ilichukua miaka 13 na gharama ya jumla ya dola bilioni 3. Pamoja na maendeleo ya teknolojia genomes inaweza kupangwa kwa haraka zaidi na kwa gharama ya chini kwa kutumia mbinu kama vile upangaji wa Sanger na upangaji wa kizazi kijacho. Mara jenomu inapopangwa na kuamuliwa, uwezekano usio na kikomo hufunguka kwa kutambua maeneo yanayoweza kufanyiwa utafiti wa kibaolojia na kufanya maendeleo kuelekea maendeleo ya matumizi yanayolengwa.
Timu ya watafiti 40 kutoka Chuo Kikuu cha Cornell na duniani kote wamepanga kikamilifu genome ya maji fern Azolla filiculoides1,2. Feri hii inaonekana kukua katika halijoto ya joto na maeneo ya kitropiki ya dunia. Mradi wa kufichua siri za genomic za fern umekuwa ukikamilika kwa muda na uliungwa mkono na fedha za USD 22,160 kutoka kwa wafadhili 123 kupitia tovuti ya ufadhili inayoitwa Experiment.com. Watafiti hatimaye walipata ufadhili wa kutekeleza mfuatano kutoka Taasisi ya Beijing Genomics kwa ushirikiano na Chuo Kikuu cha Utrecht. Aina hii ndogo ya feri inayoelea ambayo inatoshea juu ya ukucha wa kidole ina ukubwa wa genome wa gigabases .75 (au jozi bilioni msingi). Ferns inajulikana kuwa na kubwa genomes, wastani wa gigabases 12 kwa ukubwa, hata hivyo hakuna jenomu kubwa zaidi ya feri ambayo imetolewa msimbo kufikia sasa. Mradi huo wa kina ulilenga kutoa vidokezo juu ya kile kinachoweza kuwa na uwezo wa fern hii.
Vipengele vingi vya kuvutia vya fern Azolla vimefunuliwa juu ya hili genome utafiti wa mpangilio uliochapishwa katika Mimea ya asili na wametoa mwelekeo kwa ajili ya utafiti wa siku zijazo juu ya maeneo ya uwezekano ambapo feri hii inaweza kuwa ya manufaa. Fern Azolla ilikuwa imeenea na kukua karibu miaka milioni 50 iliyopita juu ya hili sayari karibu na Bahari ya Arctic. Wakati huo Dunia pia ilikuwa na joto zaidi ikilinganishwa na hali ya sasa na fern hii ilifikiriwa kuwa na jukumu kubwa katika kutunza sayari baridi kwa kunasa karibu tani trilioni 10 za kaboni dioksidi kutoka angahewa katika kipindi cha miaka milioni 1. Hapa tunaona jukumu linalowezekana la fern hii katika kupambana na kulinda yetu sayari kutokana na ongezeko la joto duniani kutokana na mabadiliko ya tabianchi.
Fern pia inadhaniwa kuwa na jukumu muhimu katika urekebishaji wa nitrojeni, mchakato unaochanganya nitrojeni isiyolipishwa (N2) katika angahewa - gesi ajizi inayopatikana kwa wingi hewani - pamoja na kemikali zingine kuunda misombo inayofanya kazi zaidi ya nitrojeni kwa mfano amonia, nitrati nk ambayo inaweza kutumika katika matumizi mbalimbali kama vile mbolea kwa madhumuni ya kilimo. Genome data inatuambia kuhusu uhusiano wa kutegemeana (faida ya pande zote) ya feri hii na cyanobacteria inayoitwa Nostoc azollae. Jani la fern huhifadhi cyanobacteria hizi kwenye mashimo madogo na bakteria hawa hurekebisha nitrojeni hivyo kutoa. oksijeni ambayo fern na mimea inayokua jirani inaweza kutumia. Kwa upande wake, cyano vimelea kukusanya nishati kupitia usanisinuru ya mmea wakati feri huipatia nishati. Kwa hivyo, feri hii inaweza kutumika kama mbolea ya asili ya kijani kibichi na ikiwezekana kuondoa matumizi ya mbolea ya nitrojeni inayoeneza mazoea endelevu zaidi ya kilimo. Waandishi wanasema kuwa na zote mbili genomes ya cyanobacteria na sasa fern, utafiti unaweza kulenga katika kuendeleza na kupitisha mazoea hayo endelevu. Cha kufurahisha, fern Azolla tayari imeongezwa kwenye mashamba ya mpunga kama mbolea ya kijani na wakulima wa Asia kwa zaidi ya miaka 1000.
Watafiti pia wamegundua jeni muhimu iliyorekebishwa (kiua wadudu) kwenye feri ambayo inaonekana kuwa na uwezo wa kutoa upinzani wa wadudu. Jeni hili linapohamishwa kwenye mimea ya pamba hutoa ulinzi mkubwa kutoka kwa wadudu. Jeni hii 'ya kuua wadudu' inadhaniwa kuhamishwa au 'kujaliwa' kutoka kwa bakteria hadi kwenye jimbi na inaonekana kuwa sehemu maalum ya ukoo wa fern yaani imepitishwa kwa mafanikio kutoka kizazi hadi kizazi. Ugunduzi wa ulinzi unaowezekana dhidi ya wadudu ni lazima kuwa na athari kubwa kwa mazoea ya kilimo.
Utafiti huu unaonyesha kuwa 'sayansi safi' ya kuibua habari za kwanza kabisa za jeni kutoka kwa ferns ni hatua kuu katika mwelekeo wa kufunua na kuelewa jeni muhimu za mmea. Pia husaidia katika ufahamu bora wa historia ya mabadiliko ya ferns yaani jinsi vipengele vyao vimebadilika kwa vizazi. Uelewa wa mimea ni muhimu sana ili kuchunguza na kuelewa jinsi mimea na wanyama wanavyoishi pamoja kwa amani katika maisha yetu. sayari na utafiti kama huo unapaswa kupewa umuhimu badala ya kuuweka bayana kuwa ni kitu ambacho hakina umuhimu wa kutosha. Baada ya kupanga Azolla filiculoides na Salvinia cucullata, zaidi ya spishi 10 za fern tayari ziko mbioni kwa utafiti zaidi.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
1. Fay-Wei L et al. 2018. Fern genomes kufafanua mageuzi ya mimea ya ardhi na symbioses ya cyanobacteria. Mimea ya asili. 4 (7). https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8
2. Fernbase https://www.fernbase.org/. [Ilitumika Julai 18 2018].
***
