Недавнее международное исследование, результаты которого опубликованы в авторитетном научном журнале Cell, наконец-то раскрыло давнюю загадку появления современного картофеля. Ученые обнаружили, что этот незаменимый сельскохозяйственный продукт возник в Южной Америке примерно девять миллионов лет назад в результате удивительного природного процесса – естественного скрещивания дикого картофеля и томатов.
Долгое время происхождение картофеля оставалось одной из самых интригующих головоломок для ботаников. Несмотря на внешнее сходство современных культурных сортов с тремя видами рода Etuberosum, произрастающими в Чили, растения Etuberosum, что парадоксально, не формируют клубней. Более ранние филогенетические анализы указывали на генетическое родство картофеля с томатами, что создавало явное противоречие, которое требовало объяснения.
Чтобы разрешить эту дилемму, исследователи провели масштабный геномный анализ, изучив 450 геномов культурного картофеля и 56 видов дикого. Полученные данные показали, что каждый вид картофеля содержит уникальную, стабильную и сбалансированную смесь генетического материала, унаследованную как от Etuberosum, так и от томата. Этот факт является убедительным доказательством того, что современный картофель произошел от древней гибридизации между этими двумя растениями.
Согласно результатам исследования, хотя Etuberosum и томат являются разными видами, они имели общего предка около 14 миллионов лет назад. После приблизительно пяти миллионов лет независимой эволюции, эти два разошедшихся вида вновь смогли скреститься. Именно это событие около девяти миллионов лет назад дало начало самым ранним растениям картофеля, которые впервые обрели способность формировать клубни.
Появление клубней оказалось критически важным эволюционным прорывом. Клубни позволили растениям картофеля размножаться бесполым путем, без использования семян и опыления — новые побеги просто вырастают из почек на клубне. Эта уникальная особенность способствовала быстрому расселению картофеля и его успешной адаптации к самым разнообразным экологическим условиям на обширных территориях Центральной и Южной Америки.
“Появление клубня предоставило картофелю колоссальное преимущество в суровых условиях, что привело к возникновению множества новых видов и способствовало тому богатому разнообразию картофеля, которое мы наблюдаем сегодня”, — прокомментировал Саньвэнь Хуан, один из ведущих авторов исследования, в интервью изданию EurekAlert.
Исследователи также углубленно изучили происхождение ключевых генов, отвечающих за образование клубней у картофеля. Оказалось, что эти гены представляют собой комбинацию генетического материала от обоих “родителей”. Так, ген SP6A, который действует как главный “выключатель”, сигнализирующий растению о начале формирования клубней, был унаследован от томата. В то же время другой важный ген, IT1, ответственный за контроль роста подземных стеблей, образующих клубни, достался картофелю от Etuberosum. Без любого из этих двух генов, как показало исследование, гибридное потомство не смогло бы производить клубни, что ярко демонстрирует важность этой уникальной генетической комбинации для возникновения и дальнейшего развития картофеля как глобальной сельскохозяйственной культуры.
