Естественото кръстосване между дивите домати и картофоподобните растения в Южна Америка е довело до появата на съвременния картоф преди около 9 милиона години. Това показва ново проучване, публикувано в списание Cell.
Съавторът Лорен Рисеберг, професор в Университета на Британска Колумбия, заяви, че откритията сочат „дълбока промяна“ в еволюционната биология, тъй като учените все повече признават ролята на древните хибридизационни събития за оформянето на Дървото на живота.
Докато преди се е смятало, че случайните мутации са далеч най-големият двигател на новите видове, „сега сме съгласни, че творческата роля на хибридизацията е била подценена“, каза той.
Картофите са прости, достъпни и универсални, но днес са една от най-важните култури в света. Но произходът им отдавна озадачава учените.
Съвременните картофени растения много приличат на три вида от Чили, известни като Etuberosum. Тези растения обаче не произвеждат клубени – големи подземни структури като тези при картофите и бататите, които съхраняват хранителни вещества и са частта, която ядем.
От друга страна, генетичният анализ разкри изненадваща близост с доматите, предаде АФП.
„Това е известно като несъответствие и показва, че се случва нещо интересно!“, посочи съавторът Сандра Кнап, ботаник-изследовател в британския Природонаучен музей.
За да разгадае загадката, международен екип от изследователи анализира 450 генома от култивирани картофи и 56 вида диви картофи.
„Дивите картофи са много трудни за вземане на проби, така че този набор от данни представлява най-изчерпателната колекция от геномни данни за диви картофи, анализирани някога“, обясни водещият автор Чжиян Чжан от Института по геномика на селското стопанство в Шънджън.
Анализът показа, че съвременните картофи носят балансирано генетично наследство от два вида предци – приблизително 60% от Etuberosum и 40% от домати.
„Моят „уау“ момент беше, когато китайският екип показа, че ВСИЧКИ картофи, както дивите видове, така и сухоземните раси, имат в общи линии еднакво съотношение на гени от домати и Etuberosum. Това наистина говори за древна хибридизация, а не за различни случаи на обмен на гени по-късно. Това е толкова ясно! Прекрасно“, заяви Кнап.
Един ген, наречен SP6A, сигнал за грудкообразуване, произхожда от доматената линия. Той обаче позволява образуването на клубени само когато е сдвоен с гена IT1 от Etuberosum, който контролира растежа на подземните стъбла.
Смята се, че дивергенцията между Etuberosum и доматите е започнала преди 14 милиона години – вероятно поради опрашване от насекоми извън целта – и е завършила преди 9 милиона години.
Това еволюционно събитие съвпада с бързото издигане на планинската верига на Андите, което осигурява идеални условия за появата на грудкови растения, които могат да съхраняват хранителни вещества под земята.
Друга ключова характеристика на грудките е способността им да се размножават безполово, като пускат нови пъпки, без да се нуждаят от семена или опрашване. Тази черта им помага да се разпространят в Южна Америка, а по-късно и по целия свят чрез човешкия обмен.
Съавторът Санвен Хуанг, професор в Института по геномика на селското стопанство в Шънджън, каза, че лабораторията му сега работи по нов хибриден картоф, който може да се възпроизвежда чрез семена, за да се ускори размножаването.
Това проучване показва, че използването на доматите „като шаси на синтетичната биология“ е обещаващ път за създаването на този нов картоф, отбеляза той.