چگونه گل کلم بدبو و سایر گیاهان بودار بوی نامطبوع خود را تولید می‌کنند

با نام مستعاری مانند "گل کلم بدبو"، گل‌های بدنام و بدبوی Symplocarpus renifolius بعید است که در یک دسته گل عروسی جای بگیرند. اما برای سوسک‌ها و مگس‌هایی که این گیاه را گرده‌افشانی می‌کنند، بوی سمی گوشت فاسد یک جاذبه مقاومت‌ناپذیر است.

اکنون، یک مطالعه جامع بر روی گیاهان بودار نشان داده است که چگونه گل کلم بدبو و چندین گیاه دیگر عطرهای بدبوی خود را می‌سازند. نتایج که امروز در مجله Science1 منتشر شده است، همچنین نشان می‌دهد که گل‌هایی که بوی مدفوع، گوشت فاسد و سایر چیزهایی که انسان‌ها را آزرده می‌کنند، به طرز شگفت‌آوری در قلمرو گیاهان محبوب هستند. گونه‌هایی در یک جنس گیاهی در کمتر از 7 میلیون سال — که در مقیاس تکاملی چشم بر هم زدنی است — به طور مکرر توانایی ایجاد چنین بوهایی را تکامل داده‌اند.

رابرت راگوسو، اکولوژیست شیمیایی در دانشگاه کرنل در ایتاکا، نیویورک، که در این مطالعه دخالتی نداشته است، می‌گوید این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که چقدر چیزهای بیشتری برای یادگیری در مورد گیاهان بودار وجود دارد. او می‌گوید: "یکی از یافته‌های اخیر این است که گل‌های بدبو پیچیده‌تر از آنچه فکر می‌کردیم هستند." "هنوز کشفیات زیادی در این زمینه وجود دارد."

پروژه زمانی آغاز شد که یودای اوکویاما، زیست‌شناس در موزه ملی طبیعت و علم در تسوکوبا، ژاپن، تحقیقی را بر روی یکی از متنوع‌ترین گروه‌های گیاهی در ژاپن آغاز کرد: جنس Asarum. او و تیمش می‌خواستند بیشتر در مورد اینکه چگونه انگیزه جذب گرده‌افشان‌های مختلف ممکن است بر این تنوع تأثیر گذاشته باشد، بیاموزند.

در طول تحقیق خود، اوکویاما متوجه شد که برخی از گونه‌های Asarum بوی گوشت فاسد منتشر می‌کنند. او و همکارانش تصمیم گرفتند از تنوع Asarum برای یادگیری بیشتر در مورد نحوه تولید این ترکیبات بدبو توسط گیاهان استفاده کنند. آنها ترکیبات فرار تولید شده توسط گل‌های 53 گونه Asarum را فهرست‌برداری کردند و سپس به دنبال تفاوت در فعالیت ژن و آنزیم بین گونه‌های Asarum بودار و غیر بودار گشتند.

این رویکرد یک کلاس از آنزیم‌ها به نام دی‌سولفید سنتازها را شناسایی کرد که مولکول‌های خاص حاوی گوگرد را به ترکیباتی تبدیل می‌کنند که مسئول بوی بد گل‌ها هستند. اوکویاما و همکارانش دریافتند که آنزیم‌های مشابه به طور مستقل در دو جنس گیاهی دیگر، Symplocarpus و Eurya، تکامل یافته‌اند. آنها همچنین دریافتند که تنها با تغییر سه اسید آمینه می‌توان یک آنزیم متداول در گیاهان و حیوانات را به دی‌سولفید سنتاز تبدیل کرد.

فلورهای دیگر از مسیرهای متفاوتی برای تولید گل‌های بدبو استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، "گل‌های جسد" افسانه‌ای Rafflesia arnoldii و Amorphophallus titanium که دو تا از بزرگترین گل‌های جهان را تولید می‌کنند، هر دو بوی گوشت فاسد می‌دهند — اما هیچ یک حاوی دی‌سولفید سنتاز نیستند.

اوکویاما امیدوار است که به چگونگی تولید بوی مشخص این گل‌های تندبو و سایر موارد بپردازد. راگوسو می‌گوید، این نتایج، به مطالعات جاری در مورد تنوع بوهای گل‌های سمی کمک خواهد کرد. یک گل ممکن است در زمان‌های مختلف ترکیبات متفاوتی منتشر کند — به عنوان مثال، از یک ترکیب برای جذب گرده‌افشانی که به دنبال غذا یا جفت است استفاده کند، و سپس عطر خود را تغییر دهد تا گرده‌افشان را دور کند تا گرده را روی گل‌های دیگر بریزد. و گل‌هایی یافت شده‌اند که بوی رژیم‌های غذایی مختلف گرده‌افشان‌ها را تقلید می‌کنند، مانند "خون" حشرات و پنیر فاسد.

راگوسو می‌گوید، این موضوع بسیار با ایده قدیمی‌تر و ساده‌تر که گل‌های بدبو صرفاً مدفوع یا گوشت، قارچ یا میوه فاسد را تقلید می‌کنند، متفاوت است. او می‌گوید: "آن ایده به ما چهار راه برای بوی بد می‌داد. اما در واقع، روش‌های بسیار بیشتری وجود دارد."

1. Okuyama, Y. و همکاران Science https://doi.org/10.1126/science.adu8988 (2025).

   مقاله گوگل اسکولار 

• علوم گیاهی
• فرگشت
• بیوشیمی