Barn 154 (Mawrth 2022): Pysgod Rhew, Genynnau’r Pry Gwyn, Mycorhisa


Trafod hanes Jona y mae ysgol Sul oedolion capel Emaus Bangor wrth imi ysgrifennu. Trwy gydol fy ngyrfa broffesiynol bu ymddygiad dŵr a biocemeg molecylau cymhleth sy’n cynnwys siwgrau yn ganolog i’m gwaith. Er o anian bur wahanol, unwyd y tri hyn mewn hanes a gyhoeddwyd yn Current Biology ganol mis Ionawr wrth  ddatgelu’r nythfa fwyaf o bysgod a welwyd erioed yn nyfroedd rhewllyd yr Antarctig. Roedd yno dros 60 miliwn o nythod dros ardal 93 milltir sgwâr, nid llawer llai na dwywaith maint Caerdydd. Amcangyfrifwyd bod 79% ohonynt yn cael eu defnyddio ar y pryd.

Darganfuwyd y rhyfeddod natur hwn ar hap gan Autun Purser a’i gydweithwyr o fwrdd y Polarstern, llong ymchwil yr Alfred-Wegener-Institut, flwyddyn yn ôl. Y cyswllt ag Emaus yw mai Pysgodyn Rhew Jona (Neopagetopsis ionah) yw penseiri’r nythod. Er nad ydynt lawn digon mawr i lyncu proffwydi, nid pysgod bychain mohonynt gan eu bod yn mesur tua dwy droedfedd o hyd. Maent, hefyd, yn hynod o debyg i luniau’r pysgod enfawr a roddwyd ar fapiau cynnar y cefnforoedd.

Ond rhyfeddod y pysgod yma i mi yw eu dawn i oroesi o gwbl yn nyfroedd yr Antarctig. Dyfroedd sy’n aml yn oerach na rhewbwynt eu gwaed. Dyma darddiad yr enw Pysgod Rhew. Yn y 1950au aeth Per Fredrik Scholander (enw pwysig yn fy maes i, astudiaethau dŵr planhigion) ati i geisio esbonio’r ffenomen wrth weithio yn Athrofa Woods Hole ym Massachusetts. Daeth i’r canlyniad bod gan bysgod o’r fath antifreeze yn eu gwaed. Ddegawd yn ddiweddarach purwyd y glycoprotein perthnasol. Bellach gwyddom ei fod yn ymddwyn yn debyg i ensym sy’n rheoli’r gweddnewidiad rhwng dŵr a rhew. Bu cryn ddiddordeb yn y protein dros y blynyddoedd, er enghraifft, gan wneuthurwyr hufen ia a lladd-dai sy’n rhewi cig i’w gadw. (Mae Unilever yn ei ddefnyddio yn yr Unol Daleithiau.) Ym mis Mai 2021 llwyddodd gwyddonwyr o Lausanne a Warwick i greu protein bach artiffisial sy’n efelychu’r broses. Bydd hwn o ddiddordeb mawr i’r diwydiant bwyd a hefyd i wyddonwyr sydd am ddeall dirgelion molecylau dŵr.

Nid dyma unig ryfeddod ffisioleg y pysgod rhew. Gan fod ocsigen yn toddi’n well mewn dŵr oer nag ydyw mewn dŵr cynnes, nid oes angen hemoglobin (na chelloedd arbennig) ar y pysgod i gario’r nwy o’u tegyll i’w cyhyrau. Gwyn niwlog yw lliw eu gwaed ac mae eu cyrff bron yn dryloyw.

Dengys Bioleg Foleciwlar i’r protein rhew esblygu o un o ensymau treulio bwyd y pysgod tua 10-30 miliwn o flynyddoedd yn ôl. Dyma’r union adeg y ffurfiwyd cefnfor rhewllyd yr Antarctig. Yn fwy diweddar (1-2 miliwn o flynyddoedd yn ôl) rhewodd moroedd hemisffer y gogledd – ac mae molecylau tebyg ei thrigolion yn ganlyniad esblygiad gwahanol diweddarach o lawer. Enghreifftiau braf o’r cysylltiadau sy’n tyfu rhwng disgyblaethau gwahanol  – Daeareg a Bioleg Foleciwlar.

Mae’n debyg mai GM, peirianneg genynnau, sy’n dal i ddod i feddwl llawer o gyhoedd y Gorllewin wrth glywed termau megis DNA a Bioleg Foleciwlar. Er, gobeithio bod yr holl sylw i frechiadau Covid-19 wedi ehangu’r gorwelion ryw ychydig. Un gofid beirniaid technoleg GM oedd annaturioldeb trosglwyddo genynnau rhwng rhywogaethau. Genyn pysgodyn oedd yn gyfrifol am briodoledd neilltuol y tomato Flavr Savr a fu ar y farchnad rhwng 1994 a 1997. Fe’m hatgoffwyd am hyn gan ddwy erthygl ddiweddar yn disgrifio asidau niwclëig yn trosi rhwng rhywogaethau yn naturiol. Un ddadl gwyddonwyr y frwydr GM oedd nad ydych yn debygol o dderbyn genyn gweithredol o’ch bwyd, gan y byddai’r stumog a’r cyllau yn ei dreulio’n ddim. Dangosodd darganfyddiadau diweddar nad yw hyn yn wir, o ran egwyddor o leiaf.

Yn 2020/1 bu adroddiadau am drosglwyddo genyn i’r Pry Gwyn, sy’n gyfarwydd i bob garddwr, o’r planhigion yr oeddent yn pori arnynt. Ar ôl darllen am hyn aeth Clément Gilbert a Florian Maumus o Gif-sur-Yvette a Versailles i archwilio holl enom y pry, Bemsia tabaci, gan chwilio am enynnau estron. Ar wefan bioRxiv maent wedi cyhoeddi iddynt ddarganfod hanner cant o enynnau planhigion yn DNA’r pry a bod nifer ohonynt, os nad y cwbl, yn weithredol yn eu cartref newydd.

Ymddengys bod y pryfed yn mabwysiadu genynnau sy’n ymwneud ag amddiffyniad y planhigion rhagddynt o leiaf 24 o weithiau ac felly’n gallu ymosod arnynt yn fwy llwyddiannus. Yr awgrym yw bod trosglwyddo llorweddol o’r fath yn gyffredin rhwng planhigion a phryfed. Ond mae hefyd yn cynnig trywydd newydd o ran ymyrryd â’r broses ac amddiffyn nifer o gnydau pwysig.

Mae’r ail adroddiad, yn PNAS, yn disgrifio un o’r dramâu biolegol a welwyd yn ddiweddar yng nghyfres deledu ardderchog David Attenborough The Green Planet.  Y ffwng, ectomycorhisa, sy’n pontio rhwng gwreiddiau coed a phlanhigion eraill ac yn rhannu gwybodaeth ac ymborth rhyngddynt yw hon. Mae Jonathan Platt o brifysgol yn Sydney, Awstralia, a’i dîm wedi canfod bod y ffwng, Pisolithus microcarpus, yn rhyddhau RNA sy’n arafu tyfiant gwreiddiau’r goeden Eucalyptus. O hynny ymlaen rhwydwaith y ffwng sy’n archwilio a mwyngloddio’r pridd o amgylch y goeden. Mae’r goeden yn derbyn ymborth, megis ffosffad, o’r mycorhisa yn gyfnewid am siwgrau a chynnyrch eraill ffotosynthesis. Symbiosis hapus. Y gobaith yw defnyddio’r wybodaeth wrth ddyfeisio ffyrdd i osgoi gorddefnyddio cwrtaith artiffisial.

Cynrychiola’r enghreifftiau hyn drywyddau gwahanol i feithrin a gwarchod cnydau. Defnyddio gwybodaeth fiolegol yn hytrach na dibynnu ar gemeg draddodiadol pla a chwyn laddwyr. Yn sgil hyn daw galwadau i newid y rheolau hanfodol i warchod yr amgylchedd a gweithlu amaeth.  Rheolau sydd wedi’i hail drosglwyddo o’r Undeb Ewropeaidd i Gymru a gweddill wledydd Prydain yn sgil Brexit. Enghraifft o hyn yw llythyr agored yn Chemistry & Industry mis Ionawr at oruchwylwyr Iechyd a Diogelwch (HSE) y DU a anfonwyd gan nifer o gwmnïau yn y maes, gan gynnwys hen gyfaill entomoleg yn y Gymraeg, Owen Jones o Lisk a Jones, y Llysfaen.

Yn aml dadleuir bod datblygiadau diweddar drudfawr y labordai ymchwil yn ddiangen ac yn amherthnasol i fywyd pob dydd. Dengys adroddiadau’r mis hwn nid yn unig anwiredd y gosodiad ond hefyd ein cyfrifoldeb i fod yn ofalus ac aeddfed wrth ymateb i ddatblygiadau gwybodaeth a thechnoleg.  Gobeithio inni i gyd sylweddoli nad oes modd gwahanu gwyddoniaeth a gwleidyddiaeth yn ystod y ddwy flynedd ddiwethaf.  Ymlaen at weddill 2022 !


Pynciau: Pysgod Rhew, Genynnau’r Pry Gwyn, Mycorhisa


Cyfeiriadau

Pysgod Rhew: Autun Purser, Laura Hehemann, Lilian Boehringer, Sandra Tippenhauer, Mia Wege, 
Horst Bornemann, Santiago E.A. Pineda-Metz, Clara M. Flintrop, Florian Koch, Hartmut H. Hellmer, Patricia Burkhardt-Holm, Markus Janout, Ellen Werner, Barbara Glemser, Jenna Balaguer, Andreas Rogge, Moritz Holtappels a Frank Wenzhoefer (2022)  A vast icefish breeding colony discovered in the Antarctic. Current Biology Ionawr 13

Genynnau’r Pry Gwyn:  Clément Gilbert, Florian Maumus (2022) Multiple horizontal acquisitions of plant genes in the whitefly Bemisia tabaci. bioRχiv Ionawr 12

Mycorhisa: Johanna Wong-Bajracharya, Vasanth R. Singan, Remo Monti, Krista L. Plett, Vivian Ng,  Igor V. Grigoriev, Francis M. Martin, Ian C. Anderson a Jonathan M. Plett (2022) The ectomycorrhizal fungus Pisolithus microcarpus encodes a microRNA involved in cross-kingdom gene silencing during symbiosis. PNAS 119 (3) e2103527119


<olaf nesaf>