Международная исследовательская группа выяснила, что к появлению современного картофеля привело скрещивание между томатами и картофелеподобными видами из Южной Америки в дикой природе около 9 миллионов лет назад.
В исследовании, опубликованном в журнале Cell, ученые предполагают, что это древнее эволюционное событие запустило формирование клубня — увеличенной подземной структуры, которая накапливает питательные вещества в таких растениях, как картофель, ямс и таро. Об исследовании сообщило издательство Cell Press.
«Наши находки показывают, как событие гибридизации между видами может стать искрой для развития новых черт, позволяя появляться еще большему числу видов. Мы, наконец, разгадали тайну происхождения картофеля», — говорит ведущий автор исследования Санвэн Хуан из Китайской академии сельскохозяйственных наук.
Происхождение картофеля долгое время озадачивало ученых. Внешне современные картофельные растения почти идентичны трем картофелеподобным видам под названием Etuberosum из Чили. Однако эти растения не имеют клубней. При этом согласно филогенетическому анализу, картофельные растения более тесно связаны с томатами.
Чтобы разрешить это противоречие, ученые проанализировали геном 450 сортов и видов возделываемого картофеля и 56 видов дикого.
Обнаружилось, что каждый вид картофеля содержит устойчивую сбалансированную смесь генетического материала от Etuberosum и томатов. Это предполагает, что картофель произошел от древней гибридизации между ними.
Хотя Etuberosum и томаты являются различными видами, они имели общего предка около 14 миллионов лет назад. Даже после разделения несколько миллионов лет они еще смогли скрещиваться и дали начало самым ранним картофельным растениям с клубнями около 9 миллионов лет назад.
Авторы также проследили происхождение ключевых генов, ответственных за образование клубней. Это комбинация генетического материала каждого из родительских видов. Они обнаружили, что ген SP6A, который действует как переключатель, сообщающий растению, когда начинать формировать клубни, произошел от томатов. Другой важный ген IT1, который помогает контролировать рост подземных стеблей, образующих клубни — от Etuberosum. Без любой из этих частей гибридные потомки были бы неспособны к образованию клубней.
Это эволюционное новшество совпало с быстрым поднятием Анд, когда возникали новые экологические среды. С клубнем для накопления питательных веществ под землей, ранний картофель смог быстро адаптироваться в суровых погодных условиях в горах.
Клубни также позволяют картофелю без семян или опыления. Эта черта позволила быстро распространяться и занимать различные экологические ниши в Центральной и Южной Америке.
Ученые узнали, кто и когда одомашнил картофель
Прививка-химера поможет создать новые виды овощей
Установлено место происхождения фитофторы, ставшей причиной голода в Ирландии
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram