Landareak ez dira soroetan bakarrik hazten
Orain dela 50 urte bere lehenengo urratsak eman zituen teknikak, zientzia-fikzioaren mundua utzi eta guztiz iraultzailea den nekazaritza-metodo bihurtu da. Gaur egun, munduan zehar sakabanaturik dauden laborategi desberdinetako ikertzaleei esker, zelula eta ehun begetalen ugalketarako in vitro hazkuntza, fase komertzialera iritsi da.
Izan ere, dagoeneko zenbait laborategitan, teknika hau ohizko iharduera bihurtu da. Landare bakar batetik, elkarrekiko bikiak diren eta milaka alez osatutako uzta lortzen ari dira periodikoki: infiniturainoko ugalketa biologikoa ailegatu zaigu.
Beste batzuetan berriz, espezie begetal berriak edo bi espezie ezberdinen arteko hibrido egokiak sortu ahal izateko izugarrizko ahaleginak egiten ari dira.
Era berean, zenbait landare-mota kutsatzen zuen gaixotasun birikoak baztertzea eguneroko lana bilakatu da. Birus-kutsadurarik gabeko aleak mantentzen dituzten probeta-landareen bankuak prest daude nekazarientzat.
Aipatutakoak agian, probeta-landareen arloan ikusgarrienak gerta daitezkeen hiru lehenengo aplikazio zuzenak ditugu. Tartean arazo latzak agertu arren, in vitro hazkuntzak beste abantaila gehiago ere eskuratzen digula aztertzen saiatuko gara.
Gure aiton-amonengana artajorran ari zirenean hurbildu eta beren baratzeko patata- eta tomate-landareak erabiliz, bion fruituak batera emango zituen landarea sor genezakeela adierazi bagenie, beste ezer esan baino lehen aitzurra hartu eta ondoan lanean hasteko erantzungo ziguketeen. Beste ezer hura gainera, honakoa litzateke: eta herdoilik gabekoa izango da landarea; birusik gabeko landare sanoa, alegia.
Historio hau, edo honen antzekoa, gaur egun errealitate bihurtu digute bioteknologoek. Zenbait landare komertzialen in vitro hazkuntz metodoa, sistematikoki burutzen da dagoeneko.
Bioteknologiaren eremu konkretu honek (askotan probeta-ume kontzeptuaren analogiaz probeta-landarearen metodo deitzen zaio) normalean ondorengo abantaila eta hobekuntzak eskuratu edo eskuratuko dizkigu:
- Landareen ugalketan klasikoki erabili izan diren teknikak geldoegiak direla eta, in vitro hazteko metodoan iraultza izugarria gertatzen ari da. Landare bakar baten ugalmen infinitua lortzeaz gain (honela produkzio-denbora eta kostua murriztu direlarik), landare bera kutsatzen zuten gaisotasun birikoak baztertzea lortu da; hots, metodo honen bidez, landareen osasun-kalitatea, hobetu egin da.
Landare-produkzioaren beste sail batean berriz (begetalen hobekuntza genetikoaren arloan hain zuzen) bai mutanteen eta bai hibrido somatikoen bidez egindako ikerketak direla medio, sekulako garrantzia hartu du sistema honek.
Horretaz gain, orain arte ezinezkoa zena ere errealitate bihurtu da: indibiduo haploideen hazkuntza lor daiteke. Hau da, zelula sexualetatik (anterak, mikrosporak eta abar) abiatuz, dotazio genetiko normalaren erdia duten landare osoak sor daitezke.
Beste maila batera pasatuz, zientzi alorrean erantzun morfogenetikoei buruz egiten diren ikerketak erraztu egiten dituela ere ezin dugu ahaztu.
Azkenik, eta nolabait hipotesi modura oraingoz, landare tropikaletatik isolatu den produktu asko (farmako, pestizidak eta aromatizatzaileak) behar bada maila industrialean ekoiztea lortuko da, landare-zelulak mikrobiologoek egiten duten modura hartzidura-ontzietan kultibatuz.
Historia apur bat
Hain deigarria iruditu dakigukeen ugalketa nola egin dezakegun aztertzen hasi baino lehenago, araka ditzagun bere oinarriak. Goazen teknika hau posible izan dadin bultzatu duten ideien historiari buruz (gaingiroki bada ere) zertxobait aipatzera.
Gatozen horretarako, bibliografiak sorreraz aurkezten digun urtera. Mende honen hasieran, 1902. urtearen inguruan, Haberland ikerlariari landare-zelula guztiz totipotentea izan zitekeela bururatu zitzaion; hau da, zientzilari honek zelula somatikoa landare osoa birsortzeko gai zela zioen.
Arta zelulak isolatu eta kultibatzen saiatu bazen ere, ez zuen inolako arrakasta esperimentalik lortu. Porrotaren arrazoi nagusiak bi izan zitezkeen: bere lanetarako aukeratu zuen landare kotiledoibakarra egokia ez izatea batetik (artoa berez nahikoa desegokia bait da in vitro ugalketarako), eta hazkuntz erregulatzaile edo hazkuntz faktoreen erabilerarik eza bestetik, geroago frogatu zenez.
Bigarren urratsa, Hanning-ek eman omen zuen bi urte georago; kruzifero taldeko landare baten enbrioia isolatu eta in vitro haztea lortu zuenean, alegia.
Ikerketak aurrera zihoazen bitarte horretan, 1934. urtean, White tomate-sustraiak beste inolako organurik gabe jarraian kultibatzea posible zenaz ohartu zen. Ikerketa-lan haietan legami aterakinak erabili zituen zelulen elikagai-iturri bezala. Egindako saioetan B bitamina derrigorrezkoa zela erakutsi zuen.
1946. urterarte ordea, ez zen landare guztia birsortzea lortu: E. Bell-ek EE.BB.etan, Lupinus sp. landarearen zurtoin-erpinak kultibatuz, emaitza oneko erregenerazio osoa lortu zuen lehen aldiz.
Lan arrakastatsu honen aurretik, jadanik hamar bat urte lehenago, auxinek (azido indolazetikoaren eratorri kimikoak) landare-hazkuntzan eragin berezia zutela nabaritu zen, esperimentu desberdinen bitartez hazkuntz erregulatzaile bezala identifikatuak izan zirelarik.
Azken aurkikuntza honekin loturik eta E. Bell-en lanen aintzindari legez, Gautheret eta Nobecourt-ek azenarioa ikertzen ari ziren bitartean landare honetan eta hormona-talde honen jokaeraren ondorioz in vitro tumore baten itxurako baba sortzen zela ikusia zutela ere badakigu.
Geroago, probeta-landareen historian ahaztu ezinezko gertaera suertatu zen urtean (1952.ean hain zuzen), G. Morel eta C. Martin frantziarrek (landareen meristemo-ehun apikala birusen erasoen aurrean kaltegabeko zatia gertatzen zela egiaztatu nahiean ari zirelarik) landare erpinak bakarrik haziz, hiru birus-motaz kutsatutako dalietatik abiatuz gaitz horien arrastorik gabeko landare berriak kultibatzeko gai izan ziren. Sendaturiko dalia helduen ezaugarriak guztiz normal mantentzen zirela aipatu behar da.
Kultiboaren hasiera, birusez garbia den organo aukeratuaren zatia (1) hormonadun ingurunea daukan hodira sartzean datza (2). Berorrek, hormona bakarra dauka (indol azetiko izeneko auxina gure adibidean) eta baba deituriko egitura sorteraziko du (3), zelulen ugalketa eragingo duelarik.
Bigarren pausoan (4), astindura geldien bidez, bakandu egiten dira zelulak, eta bahe batean zehar pasaraziz, zelula isolatuak banatu egiten dira.
Ondoren, bigarren hormona, bentziladenina (zitokinina), duen ingurunean ezartzen dira. Zelula bakoitza, ugaldu egiten da eta diferentziaz sustrai, zurtoin eta hostodun landare txikiaren forma hartu arte haziko da (6).
Guzti hau, zelularen totipotentziari esker gertatzen da, hots, zelula begetalak bere genomioaren potentzialitatea osotasunean adierazteko duten gaitasunari esker. 5.ak zelula-kultiboaren berrereinketa adierazten du.
Handik aurrera, eszeptizismoaren indarra ahuldu gabe, metodoa anitz landare-motari aplikatzen saiatu da makina bat ikerlari.
Nahi adina mota eta neurriko datu eta emaitzak ondorioztatu dira lan esperimental guzti horietatik.
Zertan datza ugalketa-modu hau?
Probeta-landareen sistemak, ugalketa-modu naturalean du bere oinarria: ugalketa begetatiboan hain zuzen.
Sexu-zelulen bidez ugaltzerakoan gertatzen denaren kontra, erreprodukzio era honetan, mitosiak bakarrik hartzen du parte. Ama zelula somatikoak, ondorengo gisa beren artean genetikoki guztiz berdinak diren kume zelulak sortzen ditu, aldi berean hauek gurasoarekiko ere genetikoki berdinak izaten direlarik.
Horiek horrela, edozein ugalketa begetatibotan gertatzen denaren antzera genetikoki berdinak diren indibiduoen hedapena onartzen du, ama landaretik klon homogenoak aterako direlarik.
Edonola ere, landare osoa birsortzeko prozesu mitotikoaz gain desberdinketa zelularra eta organogenesi egokia beharrezkoak dira. Lehenengoa erraz samar lortzen baldin bada ere, ondoko biek hamaika buruahuste ekarri dute.
Landareen ugalketa begetatibo konkretu honetan ari diren aditu gehienek, honela sailkatu ohi dituzte prozesuaren garapen-etapak.
Esate baterako, errizogenesia (sustrai-kimuaren birsorketa) auxina ipintzeak bakarrik eragin dezakeela edota saiodian hormona hau kantitate txikitan gehitu eta zitokinina-kontzentrazio altua edukitzearen ondorioz kimuaren morfogenesia induzitzen dela ezaguna da.
Beste hau esatea ere komeni da: gaur egun oraindik hormona begetalen eremua nahikoa ezezaguna gertatzen zaigula alegia. Izan ere, orain arteko lan eta erabilera guztiak enpirikoak izan bait dira. Autore batzuen eritzi kritikoaren arabera, talde kimiko hauen eta animali hormonen artean egin izan den analogia gehiegizkoa izan da, ikerketen planteamenduak proposatzeko orduan behintzat.
Baina ez dira hazkuntz faktoreak saiodiko kultibo-ingurunean jartzen diren substantzia bakarrak: Oro har, ura, gatz mineralak, azukreak, zenbait bitamina eta azido organiko, eta pH egokia mantentzeko disoluzioak ere gehitzea beharrezkoa da.
Hala eta guztiz ere kasu askotan lanak zein landare-motak espezifitate handirik eskatzen ez duenez, legami aterakinak erabiliz ordezkatzen dira hain garesti eta neketsu gertatzen diren inguruneak.
Ondoren elikagai guztioi, mikrobiologi lanetan normalean erabiltzen den tratamendua jasan erazten zaie: agar-agar substantzia lingirdatsuaz nahastuko dira konsistentzia emateko.
Materiala prest edukitzeko, azkenik esterilizazio sakona egingo da. Derrigorrezko urrats hau arreta handiz betetzeaz gain, esperimentua arrakastsua izan dadin iharduera osoan zehar asepsia-neurri garrantzitsuak hartu beharko ditugu.
Honen arrazoia bistan da kultibo-inguruneen osagaien zerrendari begiratzen badiogu: izugarrizko mikroorganismo-piloa hazteko hain elikagai gozoez osotutako ingurunea aurkitzea zaila litzateke.
Hau dela eta, hazkuntz gela argiztatuak esterilizatu egingo dira eta ereinketarako kanpai klasikoa erabili beharrean fluxu laminarreko kanpai berezian ardura handiz aritu beharko dugu.
Mugarik gabeko ugalmena: superanizketa
1960. urtearen inguruan, meristemoen bidez sortutako landaretxoak, mikroadaxketan zatikatu zitezkeela eta behin eta berriz kultibo-ingurune berrian ezartzea posible zela ikusi zen. Prozesu guztia maiztasun egokiz burutzen bazen, milaka ale berri sor zitekeen aintzindari bakar batetik abiatuz.
Aukera berri honi esker, klon sanoak saioditan kontserbatzea lortu da, horrela, leku txikian berietate sanoez osatutako aleen bankua antola daitekeelarik.
Arazoak
Sistema honen aplikazioa fruitarboletan heda dadin, ikerketak aurrera doaz.
Gaur egun, metodoak eskaintzen duen azkartasuna dela eta, sistema hedatua dagoen herrietan (A.E.F., EE.BB., Japonia eta Frantzian) landare-teknikariek probeta-kultiboa erabili dute. Basagereziondoen klonik hoberen, intxaurrondo eta haritz-mota interesgarrien ugalketa-lanetan dihardute.
Zuhaitzei buruzko lanen aurrerapenak ordea, polikiago doaz. Landare egurtsua belarrezkoa baino konplexuagoa denez, aurretik lehenengoen garapenaren fisiologia eta biokimika hobeto ezagutzea nahi eta nahiezkoa dugu. Are gehiago: zuhaitz hauek basotan epe luzerako landatzen direnez, arriskutsuegia litzateke ugalketa bide hau in vitro teknikaz lortutakko material berriak modu tradizionalez lortutakoekin konparatuz dituen abantailak zehatz-mehatz ezagutzen ez ditugun bitartean erabiltzea.
Klon-kopuru eta -mota aberatsa haztea derrigorrezkoa da; basoetako espezieen kasuan batez ere, heterogeneitate genetikoa ziurtatzeko. Hala ez balitz, ale guztiak berdin-berdinak direnez ingurugiroaren aldaketaren bat azalduko balitz edo izurriterik balego, ale guztiek berdin erantzungo luketenez izugarrizko hondamena edukiko genuke.
Klonketaren erraztasun eta errentagarritasunak, ezaugarri genetikoen murriztapenarekin batera, nahi eta ezko katastrofe ekologikoa ekarriko liguke.
Mutageno kimiko eta fisikoen erabileraren ondorioz, hobekuntza genetikoaren arloan jadanik aditzera eman diren lorpenik ikusgarrienen arteko bat komentatuko dugu, gehiegi sakontzeko asmorik gabe. Minnesota-ko Unibertsitate bateko biologo-talde batek, arta hostoak erasotzen zituen onddo mikroskopiko baten toxinen aurkako erresistentzia duen arta barietate berria sortu eta garatu du. Onddo-toxina zelula-kultiboan gehituz eta ondoren enbrioi garaileen selekzioa eginez lortu zuten barietate berri hori.
Zalantzarik gabe, azaldutakoak sarrera gisako adibideak besterik ez ditugu. Aurrerantzean, beste bioteknologiei esker, (besteak beste, protoplastoen garapenari eta injinerutza genetikoak metodologia berri hau osatzeari esker) gure iharduera tradizionalak sekulako bultzada, iraultza agian, jasango duelakoan gaude.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
