വിളയെ തോൽപ്പിക്കുന്ന വെള്ളീച്ചയും അതിനെ തോൽപ്പിക്കുന്ന ശാസ്ത്രവും


ഡോ. യദുകൃഷ്ണൻ പ്രേമചന്ദ്രൻ

“തോമസുകുട്ടീ, വിട്ടോടാ”…….. ഇൻ ഹരിഹർ നഗറിലെ പ്രസിദ്ധമായ രംഗം പോലെ ആപത്‌ഘട്ടങ്ങളിൽനിന്നും ഓടിയൊളിക്കാനുള്ള ശേഷി മനുഷ്യർക്കും മറ്റു മൃഗങ്ങൾക്കുമുണ്ടെങ്കിലും സസ്യങ്ങൾക്കില്ല. അതിജീവനത്തിനു വെല്ലുവിളിയാകുന്ന സാഹചര്യങ്ങളെ വേരുറപ്പിച്ചയിടത്തുനിന്നും നേരിടുക എന്നതാണ് ഒരേയൊരു പോംവഴി. അതിനാൽ തന്നെ സ്വയം പ്രതിരോധത്തിനായുള്ള പലതരം അനുകൂലനങ്ങളെ സ്വായത്തമാക്കിക്കൊണ്ടാണ് സസ്യങ്ങൾ പരിണമിച്ചുകൊണ്ടേയിരിക്കുന്നത്.

നമ്മുടെ പറമ്പിലും പാടങ്ങളിലും വളരുന്ന കാർഷികവിളകളെ ഏറ്റവുമധികം വലയ്ക്കുന്ന പ്രശ്നമാണല്ലോ കീടങ്ങൾ. വിളകളിൽ സഹജമായുള്ള പ്രതിരോധമാർഗങ്ങളെ മറികടന്നുകൊണ്ടാണ് കീടങ്ങൾ പരിണമിക്കുന്നത്. ചില കീടങ്ങൾ ഒന്നോ രണ്ടോ ഇനം വിളകളെ മാത്രം ഭക്ഷണമാക്കുമ്പോൾ ചില വില്ലന്മാർ നിരവധിയിനം സസ്യങ്ങളെ ആക്രമിച്ചു നാശം വിതയ്ക്കുന്നു.  ഇത്തരം ബഹുഭക്ഷികളായ കീടങ്ങളിൽ പ്രധാനിയാണ് വെള്ളീച്ച (White fly; Bemicia tabaci). ഇലകൾക്കടിയിൽ പതുങ്ങിയിരുന്ന് നീരൂറ്റിക്കുടിച്ചു ജീവിക്കുന്ന വെള്ളനിറത്തിലുള്ള ഈ കുഞ്ഞുപ്രാണിക്ക് നമ്മുടെ തോട്ടങ്ങളിലും കൃഷിയിടങ്ങളിലുമായി വളരുന്ന തക്കാളി, വഴുതിന, മുളക്, വെള്ളരിവർഗസസ്യങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ അറുന്നൂറിലേറെ ചെടികളെ ആക്രമിക്കാനും വലിയതോതിൽ നാശമുണ്ടാക്കുവാനും  കെൽപ്പുണ്ട്. 2015-ൽ പഞ്ചാബിലെ പരുത്തിപ്പാടങ്ങളിലുണ്ടായ വെള്ളീച്ച ആക്രമണത്തിൽ മൊത്തം പരുത്തികൃഷിയുടെ മൂന്നിൽ രണ്ടുഭാഗം നശിച്ചു പോവുകയും പതിനഞ്ചോളം കർഷകരുടെ ആത്മഹത്യയ്ക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്തത് ഈ കീടത്തിൻറെ പ്രഹരശേഷിയുടെ ഒരുദാഹരണം മാത്രം.

ഇലകളിൽ വെള്ളീച്ചകൾ
ഇത്ര വിവിധങ്ങളായ ചെടികളുടെയത്രയും പ്രതിരോധശേഷിയെ തകർക്കാനുള്ള എന്ത് വിദ്യയാണ് വെള്ളീച്ചകളുടെ കൈവശമുള്ളത്? ഈ വിദ്യ എന്താണെന്നറിയുക എന്നതാണ് വെള്ളീച്ചകളെ സുസ്ഥിരമായി നിയന്ത്രണവിധേയമാക്കുന്നതിലേക്കുള്ള താക്കോൽ. ദുഷ്‌കരമായ ഈ ചോദ്യത്തിന്  ഉത്തരം കണ്ടെത്തിയിരിക്കുകയാണ് ഇപ്പോൾ ഒരു പറ്റം ശാസ്ത്രജ്ഞർ.

ചെടിയുടെ പ്രതിരോധതന്ത്രത്തെ അട്ടിമറിക്കാൻ വെള്ളീച്ചയുടെ മറുതന്ത്രം

കീടങ്ങളെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതിനായി ചെടികൾ പ്രയോഗിക്കുന്ന പ്രധാന തന്ത്രങ്ങളിലൊന്നാണ് അവയെ അകറ്റുന്ന ചില രാസപദാർത്ഥങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുക എന്നത്. ഇത്തരം സുരക്ഷാ സംയുക്തങ്ങളിൽ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ടവയാണ് ഫീനോളിക് ഗ്ലൈക്കോസൈഡുകൾ. നേരിയ വിഷമായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇവ കീടങ്ങളുടെ വളർച്ചയെയും വികാസത്തെയും തടയുകയും സസ്യഭാഗങ്ങളെ കീടങ്ങൾക്ക് ഭക്ഷ്യയോഗ്യമല്ലാതാക്കിത്തീർക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വെള്ളീച്ചകൾക്ക് ഈ സംയുക്തങ്ങളെ നിർവീര്യമാക്കാനുള്ള പ്രത്യേകശേഷിയുണ്ടെന്നാണ് ഇപ്പോൾ കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നത്. മറ്റു മിക്ക കീടങ്ങൾക്കുമില്ലാത്ത ഈ കഴിവ് വെള്ളീച്ചയ്ക്ക് നൽകുന്നത് സവിശേഷമായൊരു ജീൻ ആണ്. BtPMAT1 എന്ന് പേരുള്ള ഈ ജീൻ ഫീനോളിക് ഗ്ലൈക്കോസൈഡുകളെ വിഘടിപ്പിച്ച് നിർവീരമാക്കുകവഴി ചെടികളുടെ പ്രതിരോധത്തെ തകർക്കാൻ വെള്ളീച്ചയെ സഹായിക്കുന്നു.

ചെടിയിൽ നിന്നും കീടത്തിലേക്ക്ചാടിയ’ ജീൻ

സസ്യങ്ങളുടെയും അവയെ ആക്രമിക്കുന്ന കീടങ്ങളുടെയും പരസ്പരം കീഴ്‌പ്പെടുത്താൻ ശ്രമിച്ചുകൊണ്ടുള്ള പരിണാമത്തെക്കുറിച്ച് സൂചിപ്പിച്ചുവല്ലോ. അതു കൊണ്ടുതന്നെ സസ്യങ്ങളുടെ പ്രതിരോധത്തെ വെല്ലുവിളിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ജീനുകൾ കീടങ്ങളിലുണ്ടാവുക എന്നത് അസാധാരണമായ കാര്യമല്ല. പക്ഷെ ഈ പരിണാമപ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് വെള്ളീച്ചകളിൽ BtPMAT1 ഉണ്ടായിവന്നതെങ്കിൽ അവയുടെ പൂർവികപ്രാണിയിൽ നിന്നും പരിണമിച്ചുണ്ടായ മറ്റു സ്പീഷീസുകളിലും ഇതിനു സമാനമായ ജീൻ കാണപ്പെടേണ്ടതാണ്. എന്നാൽ ഇതുവരെ ജനിതകഘടന പൂർണമായും മനസിലാക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള മറ്റൊരു ഷഡ്പദത്തിലും സമാനമായ ജീനുകൾ കണ്ടെത്തുവാൻ സാധിച്ചില്ല. കൗതുകകരമായ കാര്യമെന്തെന്നാൽ ഇത്തരം ജീനുകൾ വ്യാപകമായി കാണാൻ സാധിച്ചത് സസ്യങ്ങളിൽ തന്നെയെന്നതാണ്. കീടങ്ങൾക്കെതിരെ ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന വിഷാംശമുള്ള ഫീനോളിക് ഗ്ലൈകോസൈഡുകളുടെ ദോഷഫലങ്ങളിൽനിന്ന് സസ്യങ്ങൾക്ക് സ്വയം സംരക്ഷണം നൽകുക എന്നതാണ് ഈ ജീനുകളുടെ ജോലി. അങ്ങനെയെങ്കിൽ പൊതുവെ സസ്യങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന, മറ്റു ഷഡ്പദങ്ങളിലൊന്നുമില്ലാത്ത ഈ ജീൻ വെള്ളീച്ചയിലേക്ക് എങ്ങനെ എത്തിച്ചേർന്നു? ഉത്തരം രസകരമാണ്. പരിണാമത്തിന്റെ നാൾവഴിയിലെന്നോ ഒരു സസ്യത്തിൽ നിന്നും വെള്ളീച്ച അപഹരിച്ചെടുത്തതാണ് BtPMAT1 എന്ന ജീനിനെ. അത്യപൂർവമെങ്കിലും പ്രകൃതിയിൽ ഇത്തരം ജീൻ ചാട്ടങ്ങൾ സംഭവിക്കാറുണ്ട്. പരിണാമശ്രേണിയിൽ വിദൂരബന്ധം മാത്രമുള്ള ജീവികൾ തമ്മിൽ പ്രത്യുല്പാദനപ്രക്രിയയുടെ ഭാഗമായല്ലാതെ നടക്കുന്ന ഇത്തരം ജനിതക കൈമാറ്റത്തെ ഹൊറിസോണ്ടൽ ജീൻ ട്രാൻസ്‌ഫർ (HGT) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മനുഷ്യൻറെ ഇടപെടലില്ലാതെ പ്രകൃതിയിൽ നടക്കുന്ന ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗ് പ്രതിഭാസം!

ചെടികളിൽ നിന്നും ഷഡ്പദങ്ങളിലേക്കുള്ള HGTയുടെ ആദ്യ ഉദാഹരണങ്ങളിലൊന്നാണ് വെള്ളീച്ചയിൽ കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നത്. ഏതു സസ്യത്തിൽ നിന്നും എങ്ങനെയാണ് BtPMAT1 വെള്ളീച്ചയിലെത്തിയതെന്നത് ഇപ്പോൾ കണ്ടെത്തുവാൻ സാധിച്ചിട്ടില്ല. കൂടുതൽ സസ്യങ്ങളുടെ ജനിതകഘടന അനാവരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതോടുകൂടി ഈ ഉത്തരത്തിലേക്കും ശാസ്ത്രം നടന്നുകയറുമെന്നുറപ്പ്.

വെള്ളീച്ചയെ തോൽപ്പിക്കാൻ സജ്ജമായ കാർഷികവിളകളിലേക്ക്

ചെടികളെക്കാൾ സാമർഥ്യം കീടങ്ങൾക്കുണ്ടെങ്കിൽ കീടങ്ങളെക്കാൾ സാമർഥ്യം മനുഷ്യനുണ്ട്. വെള്ളീച്ചകളെക്കുറിച്ചുള്ള പുതിയ അറിവുപയോഗിച്ച് അവയുടെ ആക്രമണത്തെ കാർഷികവിളകളിൽ എങ്ങനെ പ്രതിരോധിക്കാം എന്നതായിരുന്നു അടുത്ത ചോദ്യം.  ശത്രുവിനെ നിരായുധനാക്കി കീഴ്പ്പെടുത്തുക എന്ന സമീപനമാണ് ഇതിനായി ശാസ്ത്രജ്ഞർ പ്രയോഗിച്ചത്. BtPMAT1 ജീനിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെ നിയന്ത്രണവിധേയമാക്കിയാൽ വെള്ളീച്ചകൾക്ക് സസ്യപ്രതിരോധത്തോടേറ്റുമുട്ടി ജയിക്കാനാവില്ലെന്ന് അവർ നിരീക്ഷിച്ചു.  തുടർന്ന് BtPMAT1ൽ നിന്നുതന്നെയെടുത്ത ഒരു ചെറുകഷണം ഡി.എൻ.എയെ അവർ തക്കാളിച്ചെടിയിലേക്ക് സന്നിവേശിപ്പിച്ചു. ഈ DNA യിൽ നിന്ന് നിരവധി കുഞ്ഞൻ RNA കൾ ഉണ്ടാവുകയും അവ ചെടിയുടെ നീരിലൂടെ വെള്ളീച്ചയുടെ വയറിലെത്തി അവിടെയുള്ള കോശങ്ങളിലെ BtPMAT1 ൻറെ പ്രവർത്തനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു (RNA ഇന്റർഫെറെൻസ് (RNAi) എന്നാണ് ഈ പ്രതിഭാസത്തിൻറെ പേര്). തങ്ങളുടെ വജ്രായുധം നഷ്ടപ്പെട്ട വെള്ളീച്ചകൾ ചെടിയുടെ നീരിലടങ്ങിയ ഫീനോളിക് ഗ്ലൈക്കോസൈഡുകളുടെ വിഷാംശത്തെ തടുക്കാനാകാതെ ഏറെ വൈകാതെ ചത്തുവീഴുന്നു. ഈ കുഞ്ഞൻ RNA കൾക്ക് BtPMAT1 ശരീരത്തിൽ വഹിക്കാത്ത മറ്റു ഷഡ്പദങ്ങളെ ദോഷകരമായി ബാധിക്കാനുള്ള കഴിവില്ലതാനും. ആക്രമിക്കാനെത്തുന്ന വെള്ളീച്ചകളെ തെരഞ്ഞുപിടിച്ച് നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള ഈ വിദ്യ ഇപ്പോൾ പരീക്ഷിച്ചു വിജയിച്ചിരിക്കുന്നത് തക്കാളിച്ചെടിയിലാണെങ്കിലും മറ്റു വിളകളിലും ഫലപ്രദമായേക്കാവുന്നതാണ്.

ഒരേയിനം വിളകൾ തഴച്ചു വളരുന്ന നമ്മുടെ കൃഷിയിടങ്ങളിൽ ഓരോ ജീവിവർഗവും ഒരേസമയം ഇരകളും വേട്ടക്കാരുമാകുന്ന പ്രകൃത്യാലുള്ള സമതുലിതാവസ്ഥയില്ല. കൃഷിയുള്ളിടത്തോളം കാലം കീടങ്ങളുടെ ആക്രമണവും തുടരുകതന്നെ ചെയ്യുമെന്നതിനാൽ അവയെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള നൂതനമാർഗങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടേയിരിക്കുക എന്നത് അനിവാര്യം തന്നെ. ഏറെ വൈകാതെ വെള്ളീച്ചകൾക്കെതിരെ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള പുതിയയിനം വിളകൾ കാണാനാവുമെന്നുതന്നെ നമുക്ക് പ്രതീക്ഷിക്കാം.


ബാംഗ്ലൂരിലെ ഇന്ത്യൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസിൽ പോസ്റ്റ് ഡോക്ടറൽ ഗവേഷകനാണ് ലേഖകൻ

അധികവായനയ്ക്ക്:

  1. Xia J. et al. (2021) Whitefly hijacks a plant detoxification gene that neutralizes plant toxins. Cell 184: 1–13. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.014
  2. Wickel DA & Li F. (2019) On the evolutionary significance of horizontalgene transfers in plants. New Phytologist 225: 113–117. https://doi.org/10.1111/nph.16022
  3. Varma S & Bhattacharya A. (2015, October 8) Whitefly destroys 2/3rd of Punjab’s cotton crop, 15 farmers commit suicide. Times of India. https://timesofindia.indiatimes.com/india/whitefly-destroys-2/3rd-of-punjabs-cotton-crop-15-farmers-commit-suicide/articleshow/49265083.cms

Leave a Reply