Uusia hedelmiä vanhoista

Herätkää!-lehden Ison-Britannian-kirjeenvaihtajalta

NYKYÄÄN on saatavana hämmästyttävän monenlaisia hedelmiä. Ja miten suuresti niiden maku eroaakaan toisistaan! On sellaisia villiomenoita, joiden voidaan noin kaksituhatta vuotta sitten eläneen historioitsijan Pliniuksen sanoja lainataksemme kuvailla olevan ’niin happamia, että veitsen teräkin tylsyy niistä’. Monet muut omenalajikkeet ovat kuitenkin miellyttävän makuisia, eikä valinnan mahdollisuutta ole rajoitettu vain muutamaan lajikkeeseen. Esimerkiksi yli sata vuotta sitten Yhdysvalloissa julkaistussa hedelmäkirjassa luetellaan 1823 lajiketta! Erilaisista ominaispiirteistään huolimatta ne kaikki ovat kuitenkin polveutuneet yhteisistä kantamuodoista. Uusia hedelmälajikkeita on todellakin saatu vanhoista. Kuinka se on ollut mahdollista?

Sitä mukaa kuin ihmiset hankkivat kokemusta maanviljelyksessä, he epäilemättä valitsivat huolellisemmin istutettavat siemenet valikoimalla kookkaimpien viinirypäleterttujen, makeimpien omenoitten, suurimpien oliivien yms. siemeniä. Näin tuotetut kasvit muistuttivat ajan mittaan entistä vähemmän luonnonvaraisia lajikkeita.

Erilaisten emokasvien haluttujen ominaisuuksien yhdistäminen risteyttämällä on myöhemmän ajan keksintöä. Uusien hedelmälajikkeiden tuottaminen vanhoista tällä tavalla ei aina ole niin helppoa, kuten professori L. H. Bailey havaitsi 1800-luvun loppupuolella.

Bailey risteytti bergeniläisen syyskurpitsan ja pullokurpitsan, ja jälkeläisiä risteytettiin uudelleen syyskurpitsan kanssa. Vuonna 1891 tämän toisen sukupolven hedelmät muistuttivat bergeniläistä lajiketta paksua miellyttävännäköistä keltaista hedelmämaltoa peittävine ohuine paperimaisine kuorineen. Kuori suojasi hedelmää kovakouraiselta käsittelyltä ja pakkaselta. Hedelmämaltoa oli hyvä keittää. Mutta Bailey valitti: ”Se maistui kiniinin, sapen ja punalatvan sekaiselta sakalta! Se oli edelleen pullokurpitsaa.

Sen jälkeen ihminen on oppinut paljon. Parempia hedelmälajikkeita tuotetaan ainakin viidellä tavalla.

Muunnokset

Muunnokset ovat yksi tapa. Kasvinjalostajalle muunnokset ovat yksittäisiä kasveja, jotka jollakin uudella tavalla eroavat huomattavasti vanhemmistaan. Miten sellaisia ilmaantuu?

Kenties yksi tapaus 200000:sta on sellainen, jossa perintötekijöitä muodostava mekanismi hieman häiriintyy. Se saattaa johtua säteilyn, lämmön tai jonkin kemiallisen aineen vaikutuksesta. Näin syntyvää perintötekijöiden muuttumista sanotaan ”mutaatioksi”. Koska useimmat mutaatiot ovat väistyviä, ne eivät ole heti ilmeisiä. Mutta ajan mittaan väistyvä mutaatio saattaa ilmetä uuden piirteen muodossa. Tällainen uusi ominaisuus saattaa olla niin huomattava, että se havaitaan paljain silmin (kuten esimerkiksi kaksinkertaiset kukat) ja se katsotaan säilyttämisen arvoiseksi kasvin heikommasta lisääntymiskyvystä huolimatta. Kasvien perintötekijöiden muuttuminen vaikuttaa myös niiden siemeniin, ja siksi uusi ominaisuus voidaan säilyttää.

Risteytymien valintajalostus

Risteytymien eli hybridien valintajalostus on toinen tapa, jolla saadaan parempia hedelmälajikkeita. Tällä menetelmällä kehitettiin Luoteis-Kanadan kylmät talvet kestävä omenapuu. Vuonna 1887 tri Saunders ryhtyi kasvattamaan yli 30 astetta pakkasta kestävän pienen siperialaisen marjaomenapuun taimia. Seitsemän vuotta myöhemmin nämä taimet olivat kukassa ja hän risteytti ne makeiden viljeltyjen lajikkeiden kanssa. Kahdeksastasadasta taimesta valikoitiin lupaavimmat yksilöt, jotka asetettiin alttiiksi Luoteis-Kanadan tuiskuille, ja ne säilyivät elossa. Aikanaan nekin kukkivat, ja tri Saunders, joka ei lannistunut hedelmien pienestä koosta, risteytti niitä edelleen viljeltyjen lajikkeiden kanssa. Jälkeläistöön ilmaantui muutamia sellaisia hedelmiä, jotka olivat perineet makeutensa ja suuren kokonsa jalostetuilta vanhemmiltaan ja kestävyytensä siperialaiselta esi-isältään.

Itsesiitoslinjojen risteyttäminen

Itsesiitoslinjojen risteyttäminen elinvoimaisen hybridin aikaansaamiseksi on yksi tärkeä keino tuottaa uusia hedelmälajikkeita vanhoista. Vuosisataisen viljelyn aikana joihinkin ravintokasveihin on voinut kasautua monia mutaation läpikäyneitä perintötekijöitä, jotka ovat heikentäneet näitä kasveja. Se johtuu siitä, että itsesiitos lisää muuttuneitten perintötekijöitten aiheuttamien väistyvien ominaisuuksien mahdollista ilmaantumista kasvien jälkeläistöihin, jotka menettävät vähitellen elinvoimaisuuttaan ja samalla satoisuuttaan. Kahden tällaisen itsesiittoisen linjan yhdistäminen palauttaa elinvoimaisuuden hätkähdyttävässä määrin; tulos on vielä ilmeisempi, jos neljä itsesiittoista linjaa, jotka eivät ole sukua toisilleen, yhdistetään kahdessa sukupolvessa. Tällä tavalla voidaan kohentaa vain muutamia kasvilajeja, mutta maissin kohdalla on päästy ilmiömäisiin tuloksiin.

Kromosomiston kaksinkertaistaminen

Kromosomiston kaksinkertaistaminen on neljäs tapa tuottaa uusia hedelmälajikkeita vanhoista. Kummankin vanhemman sukupuolisolussa on normaalisti puoliintunut (haploidinen eli yksinkertainen) kromosomisto. Hedelmöitymisen jälkeen ne yhdistyvät siten, että jokaiseen soluun muodostuu diploidinen (kaksinkertainen eli täydellinen) kromosomisto. Tämä on melkein kaikilla eläimillä ja useimmilla kasveilla oleva normaali kromosomisto. Mutta kasveilla saattaa olla suurempi kromosomisto ja silti ne ovat terveitä yksilöitä. Ne, joiden kromosomisto on kolmin-, nekin-, viisin-, kuusin-, seitsen- tai kahdeksankertainen, ovat vastaavasti triploidisia, tetraploidisia, pentaploidisia, heksaploidisia, heptaploidisia tai oktoploidisia kasveja. Sellaiset kasvit ovat usein kookkaampia ja elinvoimaisempia, mutta eivät yhtä hedelmällisiä kuin diploidiset. Esimerkiksi viljeltävän cayennenpippurin (tetraploidinen) lehdet ovat keskimäärin neljä kertaa sen diploidisten sukulaisten lehtiä painavammat. Sen hedelmä on jopa 500 kertaa painavampi!

Diploidiset elimistön solut jakautuvat haploidisiksi sukupuolisoluiksi aivan kuin ryhmätanssissa parit eroavat toisistaan kahdeksi riviksi. Sen jälkeen yhdestä alkuperäisestä solusta muodostuu neljä solua niin, että jokaisessa on vain haploidinen kromosomisto. Jos muodostuu enemmän kuin kaksi sellaista solua, joissa on samanlainen kromosomisto, niin yleensä yksi tai useampi kromosomi ei löydä itselleen vastinkromosomia (näin käy väistämättä, jos emosolu on triploidinen, pentaploidinen tai heptaploidinen). Tetraploidisissakin soluissa kromosomisto saattaa jakautua pikemmin kolmeen ja yhteen osaan kuin kahteen ja kahteen osaan. Tällaisella tasapainottomuudella on taipumus johtaa lisääntymiskyvyttömyyteen. Jos kuitenkin naaraspuolisista sukusoluista hedelmöityy edes 5 prosenttia, se riittää hedelmän tuottamiseen.

Kromosomiston kaksinkertaistaminen onnistuu nykyään melko hyvin, kun nopeasti kasvavat versot käsitellään kolkisiini-nimisellä aineella. Lisäksi jäljelle jääneitä diploidisia soluja saatetaan tappaa valikoidusti röntgensäteillä.

Risteyttämisen ja kromosomiston kaksinkertaistamisen yhdistäminen

Viides tapa, jolla vanhoista hedelmistä saadaan uusia, on lajien risteyttämisen ja kromosomiston kaksinkertaistamisen yhdistäminen. Kun risteytetään keskenään etäisempää sukua olevia kasvilajeja, jälkeläistö on tavallisesti elinvoimaista mutta lisääntymiskyvytöntä. Kromosomiston kaksinkertaistaminen kolkisiinin avulla palauttaa hedelmällisyyden usein täyteen määräänsä.

Eivät uusia ehdottomassa merkityksessä

Meidän ei pidä kuitenkaan luulla, että kasvinjalostajien tarvitsee vain valita sopivat vanhemmat, suorittaa niiden pölytyksiä, ja heti sen jälkeen me saisimme uuden, valmiin, mehukkaan hedelmän. Toisinaan vaaditaan vuosien kova työ ja tuhansia taimia, ennen kuin saadaan parhaimmassa tapauksessa ainoastaan uusi lajike, joka ei ole vanhaa parempi. Usein koetaan pettymyksiä. Sitä paitsi kaikki uudet lajikkeet eivät ole yhtä ravitsevia kuin vanhemmat lajikkeet. Esimerkiksi valkoisessa keräkaalissa on vähemmän A- ja C-vitamiineja kuin vihreässä keräkaalissa; kiharareunainen lehtikaali on karkeasyisempää, kovempaa ja huonommin sulavaa.

Sen perusteella mitä tiedämme nykyään perintötekijöistä, meidän on pakko myöntää, että ihminen ei ole aikaansaanut mitään todella uutta jalostusponnisteluillaan. Vielä vähemmän se olisi ollut mahdollista luonnonvalinnan ja umpimähkäisen, sokean sattuman ohjailemalle teoreettiselle kehitykselle. Kaikki kunnia kuuluu Luojalle, sillä hän pani kasveihin kyvyn säilyä luonnonvaraisina sukupolvien ajan ja jalostua ihmisen toimesta suurenmoiseksi lajikkeeksi. Kun siis ihminen tuottaa vanhoista hedelmälajeista uusia, hän pelkästään hyödyntää niitä piileviä ominaisuuksia, jotka ovat olleet olemassa kasvien luomisen alusta asti.