Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã tìm ra nguồn gốc của gai, phần mở rộng cứng nhắc mà một loạt các loài thực vật sử dụng để bảo vệ bản thân khỏi động vật ăn cỏ.
Vivian Irish, giáo sư sinh thái học và sinh học tiến hóa tại Đại học Yale đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, đã thực hiện nghiên cứu một số gai đặc biệt dài nhô ra từ những cây bồ kết ba gai ở New Haven, tiểu bang Connecticut, Mỹ. Bồ kết ba gai là một loài cây gỗ lá sớm rụng có nguồn gốc ở miền đông Bắc Mỹ.
Tế bào gốc có thể giúp giải thích nguồn gốc của gai.
Phần lớn bồ kết ba gai không có gai do những người trồng đã nhân giống dẫn đến loại bỏ gai. Nhưng nhiều cây già thực tế vẫn mọc gai.
Trước thực tế này, Vivian Irish là một chuyên gia về tế bào gốc cho rằng tế bào gốc có thể giúp giải thích nguồn gốc của gai.
Thông qua một loạt các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và phân tích di truyền, Vivian Irish và các đồng nghiệp của mình đã xác định được gai trên cây được xây dựng bởi các tế bào gốc là hoàn toàn chính xác.
Khi một phần phụ mới phát triển liên quan đến hai bộ điều chỉnh sản xuất tế bào gốc có tên TI1 và TI2, hoạt động tế bào gốc mượt mà hơn sẽ khiến những gì có thể trở thành một nhánh mới vẫn giữ được sự sắc nhọn. Khi các nhà khoa học chặn TI1 và TI2, các mô hình cây sẽ tạo ra các nhánh mới, nhưng không có gai mới.
Phát hiện này có thể giúp những người trồng cây có tạo ra những cây có ít gai nguy hiểm hơn và nhiều cành mang trái hơn.
"Chúng tôi đề xuất rằng sự thay đổi thời gian và chức năng của các thành phần của mạng gene này có thể giải thích cho sự tiến hóa của gai. Điều chỉnh con đường này có thể thay đổi đáng kể kiến trúc và có thể được tận dụng để cải thiện năng suất cây trồng”, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh về phát hiện mới.