Gall rhai planhigion oroesi misoedd heb ddŵr, dim ond i droi'n wyrdd eto ar ôl ychydig o law. Mae astudiaeth ddiweddar gan Brifysgolion Bonn a Michigan yn dangos nad yw hyn oherwydd “genyn gwyrthiol.” Yn hytrach, mae'r gallu hwn yn ganlyniad rhwydwaith cyfan o enynnau, y mae bron pob un ohonynt hefyd yn bresennol mewn mathau mwy agored i niwed. Mae'r canlyniadau eisoes wedi ymddangos ar-lein yn Y Cyfnodolyn Plant.
Yn eu hastudiaeth, edrychodd yr ymchwilwyr yn fanwl ar rywogaeth sydd wedi'i hastudio ers amser maith ym Mhrifysgol Bonn - y planhigyn atgyfodiad Craterostigma plantagineum. Mae'n dwyn ei enw yn gwbl gywir: Mewn cyfnod o sychder, efallai y bydd rhywun yn meddwl ei fod wedi marw. Ond hyd yn oed ar ôl misoedd o sychder, mae ychydig o ddŵr yn ddigon i'w adfywio. “Yn ein sefydliad, rydym wedi bod yn astudio sut mae'r planhigyn yn gwneud hyn ers blynyddoedd lawer,” eglura'r Athro Dr. Dorothea Bartels o Sefydliad Ffisioleg Foleciwlaidd a Biotechnoleg Planhigion (IMBIO) ym Mhrifysgol Bonn.
Mae ei diddordebau yn cynnwys y genynnau sy'n gyfrifol am oddef sychder. Daeth yn fwyfwy amlwg nad yw’r gallu hwn yn ganlyniad i un “genyn gwyrthiol.” Yn lle hynny, mae llawer iawn o enynnau'n gysylltiedig, a cheir y rhan fwyaf ohonynt hefyd mewn rhywogaethau nad ydynt yn ymdopi cystal â sychder.
Mae gan y planhigyn wyth copi o bob cromosom
Yn yr astudiaeth gyfredol, dadansoddodd tîm Bartel, ynghyd ag ymchwilwyr o Brifysgol Michigan (UD), genom cyflawn Craterostigma plantagineum. Ac mae hyn wedi'i adeiladu'n eithaf cymhleth: Er bod gan y mwyafrif o anifeiliaid ddau gopi o bob cromosom - un gan y fam, un gan y tad - mae gan Craterostigma wyth. Gelwir genom “wythplyg” o'r fath hefyd yn octoploid. Rydym ni fodau dynol, mewn cyferbyniad, yn ddiploid.
“Gellir arsylwi ar y fath luosi o wybodaeth enetig mewn llawer planhigion sydd wedi esblygu o dan amodau eithafol,” meddai Bartels. Ond pam hynny? Rheswm tebygol: Os yw genyn yn bresennol mewn wyth copi yn lle dau, gellir mewn egwyddor ei ddarllen bedair gwaith yn gyflymach. Felly gall genom octoploid alluogi cynhyrchu symiau mawr o brotein gofynnol yn gyflym iawn. Mae'r gallu hwn hefyd yn ymddangos yn bwysig ar gyfer datblygiad goddef sychder.
Yn Craterostigma, mae rhai genynnau sy'n gysylltiedig â mwy o oddefgarwch i sychder yn cael eu hailadrodd hyd yn oed ymhellach. Mae'r rhain yn cynnwys yr hyn a elwir yn ELIPs - mae'r acronym yn sefyll am “proteinau anwythol golau cynnar,” gan eu bod yn cael eu troi ymlaen yn gyflym gan olau ac yn amddiffyn rhag straen ocsideiddiol. Maent i'w cael mewn niferoedd uchel o gopïau ym mhob rhywogaeth sy'n goddef sychder.
“Mae gan Craterostigma bron i 200 o enynnau ELIP sydd bron yn union yr un fath ac sydd wedi'u lleoli mewn clystyrau mawr o ddeg neu ugain copi ar wahanol gromosomau,” eglura Bartels. Felly mae'n debyg y gall planhigion sy'n goddef sychder ddefnyddio rhwydwaith helaeth o enynnau y gallant eu dadreoleiddio'n gyflym mewn achos o sychder.
Mae gan rywogaethau sy'n sensitif i sychder yr un genynnau fel arfer - er bod niferoedd copi is. Nid yw hyn yn syndod ychwaith: Mae hadau a phaill y rhan fwyaf o blanhigion yn aml yn gallu egino ar ôl cyfnodau hir heb ddŵr. Felly mae ganddyn nhw hefyd raglen enetig i amddiffyn rhag sychder. “Fodd bynnag, mae’r rhaglen hon fel arfer yn cael ei diffodd adeg egino ac ni ellir ei hailactifadu wedyn,” eglura’r botanegydd. “Mewn planhigion atgyfodiad, mewn cyferbyniad, mae’n parhau i fod yn weithgar.”
Mae'r rhan fwyaf o rywogaethau yn 'gallu' goddef sychder
Mae goddef sychder, felly, yn rhywbeth y gall y mwyafrif helaeth o blanhigion “ei wneud.” Mae'n debyg bod y genynnau sy'n rhoi'r gallu hwn i'r amlwg yn gynnar iawn yn ystod esblygiad. Fodd bynnag, mae'r rhwydweithiau hyn yn fwy effeithlon mewn rhywogaethau sy'n gallu goddef sychder ac, ar ben hynny, nid ydynt yn weithredol ar adegau penodol o'r cylch bywyd yn unig.
Wedi dweud hynny, nid oes gan bob cell yn Craterostigma plantagineum yr un “rhaglen sychder” chwaith. Dangoswyd hyn gan ymchwilwyr o Brifysgol Düsseldorf, a oedd hefyd yn ymwneud â'r astudiaeth. Er enghraifft, mae genynnau rhwydwaith sychder gwahanol yn weithredol yn y gwreiddiau yn ystod dysodiad nag mewn dail. Nid yw'r canfyddiad hwn yn annisgwyl: mae angen i ddail, er enghraifft, amddiffyn eu hunain rhag effeithiau niweidiol yr haul. Cânt eu helpu yn hyn o beth gan ELIPs, er enghraifft. Gyda lleithder digonol, mae'r planhigyn yn ffurfio pigmentau ffotosynthetig sydd o leiaf yn amsugno ymbelydredd yn rhannol. Mae'r amddiffyniad naturiol hwn yn methu i raddau helaeth yn ystod sychder. Mewn cyferbyniad, nid oes rhaid i wreiddiau boeni am losg haul.
Mae'r astudiaeth yn gwella dealltwriaeth o pam mae rhai rhywogaethau dioddef cyn lleied o sychder. Yn y tymor hir, gallai felly gyfrannu at fridio cnydau fel gwenith neu ŷd sy'n ymdopi'n well â nhw sychder. Mewn cyfnod o newid yn yr hinsawdd, mae’n debygol y bydd mwy o alw am y rhain nag erioed yn y dyfodol.