Epigenetika se zabývá vlivy, které pozměňují funkce genů bez toho, aby k tomu potřebovala měnit sekvenci nukleotidů v DNA. Dolaďováním funkce genů je míněno jejich přenastavování na vyšší, nebo nižší „výkon“. Tyto změny jsou dokonce svým způsobem dědičné a to, jak budou geny pracovat, nebo zda budou spíše uspány, se předává na potomstvo a než se taková změna vrátí k normálu (vymizí), trvá to často několik generací. A protože k takovému jevu může dojít opakovaně, rostlina tím docílí prakticky stejnoho efektu, jako kdyby šlo o mutace.
Epigenetika dává zcela nový pohled na Darwinovu teorii evoluce. Ještě nedávno platilo, že jediným zdrojem nových vlastností (přizpůsobování se novému prostředí) jsou zmíněné mutace. Tedy trvalé změny v DNA, neboli změny v pořadí nukleotidů, případně vypadnutí "kousku" genetického kódu, anebo vložení nějakých nukleotidových sekvencí do DNA navíc. Tyto způsoby adaptace na vnější prostředí jsou ale značně pomalé a trvá mnohdy stovky let, než náhodně vznikne něco, co je lépe přizpůsobeno změnám. S takovým přístupem by rostliny měly jen malou šanci na přežití i při malých výkyvech podnebí.
Prstnatci, nebo také vstavače nám daly pořádnou lekci z ekologie - rostliny nemusí čekat na náhodnou mutaci, aby se novým změnám prostředí přizpůsobily. Nejsou odkázány jen na zřídka se vyskytující náhodné mutace. Mohou využívat epigenetické mechanismy (například metylaci některých míst na DNA), to jim dovolí adaptovat se relativně velmi rychle.
Rostliny které vědce tak zaujaly patří do čeledi vstavačovitých:
Dactylorhiza majalis. Vyskytuje se i u nás a známe ji pod jmény prstnatec májový, neboli vstavač májový či vstavač širokolistý, slovensky vstavačovec májový.
D. traunsteineri prstnatec Traunsteinerův karpatský, slovensky: vstavačovec Traunsteinerov
D. ebudensis
První dva jmenované druhy se vyskytují i u nás, ale netrhejte je. Dactylorhiza majalis je u nás chráněn podle vyhlášky MŽP ČR č. 395/1992 Sb. - je zařazen do kategorie "ohrožený druh", D. traunsteineri je považován za kriticky ohrožený.
Ve všech třech případech jde o tři fialově kvetoucí rostliny, jejichž genomy se liší co do sekvence (pořadí nukleotidů v jejich genomech) jen nepatrně. Navzdory tomu, že jsou si geneticky velmi podobné, liší se ve svých požadavcích na vlhkost a úživnost stanoviště, morfologicky a mnoha dalšími vlastnostmi, takže je považujeme je za tři samostatné druhy. Jsou ale také dokladem dříve netušené přizpůsobivosti organismů. Zatímco klasický pohled na evoluci byl poněkud „zkostnatělý“ a předpokládal přizpůsobování se podmínkám a vznik nových druhů těžkopádnými a z hlediska pravděpodobnosti zdlouhavými náhodnými procesy závisejícími na mutacích. Pokusy s jejich hybridizací umožnily nový pohled na rozsah regulace genů pomocí epigenetických zásahů, což dělá z rostlin velmi flexibilní společenstvo schopné se v krátké době v řádu stovek generací změnit v nový druh a přizpůsobit se novým podmínkám prostředí, včetně změn klimatu.
Nejde tu ale jen o záležitosti podnebí, poznatek možných rychlých evolučních „negenetických“ proměn mění i náš pohled na snahu uchovat ohrožené druhy. Jejich přenesením do nových lokalit, byť by se jejich novým domovem stala třeba botanická zahrada, nemusí jít šťastnou volbu. To proto, že podle nových poznatků se jiné prostředí může poměrně rychle přičinit o to, že z původního druhu budeme mít zakrátko něco docela jiného. Na druhou stranu jsou stejné epigenetické mechanismy nadějí a příslibem, že naší flóru hned tak něco nezdolá.
Prameny:
Royal Botanic Gardens Kew,
O. Paun, R. M. Bateman, M. F. Fay, M. Hedren, L. Civeyrel, M. W. Chase. Stable epigenetic effects impact adaptation in allopolyploid orchids (Dactylorhiza: Orchidaceae). Molecular Biology and Evolution, 2010; DOI: 10.1093/molbev/msq150