Hogyan szerezte a tulipán a csíkjait?

Hosszú ideje világos, hogy a tulipánok egykori különleges csíkozása a vírusnak köszönhetően alakult ki, azonban ma már számos olyan fajtát nemesítettek ki, amelyek vírusmentesen csíkozottak. Ezek díszítik a modern parkokat, kerteket, és szerencsére a tulipánt lassan elpusztító vírusos egyedek már nagyon ritkák.

No de mégis miként tudta a vírus a fantasztikusan szép csíkozást létrehozni? Egy kanadai kutatócsoport matematikai modellezéssel vizsgálta meg, és számítógépes szimulációval tökéletesen leutánozta a vírus e tevékenységét. A kutatásról a Communications Biology folyóiratban számoltak be a szakemberek.

A 17. században népszerűvé vált fantasztikus mintázatú tulipánokról 1928 óta tudjuk, hogy vírusfertőzés okozza a mintát. A kutatók most arra jöttek rá, hogy a vírus a tulipán színeiért felelős antocianin pigmentek termelését fékezi és ezzel hozza létre a jellegzetes cirmokat.

„A virág pigmenteket akar termelni, a vírus viszont további vírusokat. Ha a vírus eléggé erős, akkor átveszi az irányítást a tulipántól, így annak már nem marad erőforrása a pigmentek előállításához” – magyarázta Thomas Hillen professzor, a kutatás vezetője. A mintázat annak köszönhető, hogy a szirmok leginkább vírusos részein már nem termelődik pigment, míg a kevésbé fertőzötteken még igen.

Az antocianinok a növényekben széles körben elterjedt pigmentek, ettől lesz szép lila a káposzta vagy a hagyma, de ennek köszönhetik színüket a lilás-bordós virágok és gyümölcsök is. E molekulák egyébként vírusellenes hatásúak is.

Alan Turing írta le 1952-ben azt, hogy miként alakulnak ki különböző mintázatok a természetben pusztán azzal, hogy egymással verseng a színt létrehozó és az azt akadályozó tényező. Lewis Wolpert dél-afrikai fejlődésbiológus elméletében azt írta le 1969-ben, hogy a fejlődés során bizonyos anyagok koncentrációja készteti a sejteket az eltérő fejlődési útvonalak választására. Míg Turing mechanizmusa önszerveződő, Wolpert mechanizmusa irányított, külső tényezőtől függő.

A Turing-mintázatok véletlenszerűen ismétlődőek, a Wolpert-mintázatok éles határvonalúak. A tulipán színtörés vírus hatását a kanadai kutatók e két mechanizmus közös, összevont hatásával magyarázták, a vírus, a pigment és az erőforrások versengése révén.

Egészen leegyszerűsítve arról van szó, hogy a tulipán szirmainak növekedését befolyásoló tényezőkbe miként szól bele a vírus – a kutatók erre tudtak jól működő matematikai modellt készíteni.

A tulipán csíkjai a virág és a vírus harcát tükrözik

A növények számos stresszhatásra – például hideg, növényevő rágása, kórokozó megjelenése – válaszolhatnak azzal, hogy az antocianin-termelésüket felturbózzák. A stresszválaszt akár a tulipán színtörés vírus is kiválthatja, azonban a vírusnak az az érdeke, hogy kevesebb – részint vírusellenes hatású – antocianint termeljen a virág

A vírus megakadályozhatja a pigment termelődését, a pigment pedig a vírus szaporodását fékezi a növekvő szirmokban. A végeredmény az az esztétikai szempontból tetszetős mintázat lesz, mint a tulipánmánia korának legdrágább virága, a Semper Augustus, amelynek egyetlen hagymájáért 5500 guldent, egy korabeli amszerdami luxusház árát fizették ki 1637-ben.