Стало известно, как 9 миллионов лет назад появился картофель
Международная группа ученых выяснила, что около 8−9 миллионов лет назад в дикой природе произошло скрещивание между предком современных томатов и близким к нему, но не образующим клубней растением из группы Etuberosum. В результате этого случайного скрещивания возникла новая линия растений, способных образовывать клубни, к которой сегодня принадлежит как культивируемый картофель (Solanum tuberosum), так и более сотни его диких родственников.
Ученые долго не могли установить точные эволюционные связи между линиями Tomato, Etuberosum и Petota — к ней относятся все виды картофеля. Однако анализ геномов 128 видов из всех трех групп с использованием новейших молекулярных методов позволил окончательно распутать эту ботаническую головоломку. В генетическом коде представителей Petota были обнаружены четкие мозаичные структуры — следы ДНК обоих родительских линий. Это позволило точно узнать, когда произошло скрещивание и определить его как поворотный момент эволюции, который и привел к появлению у новых растений клубней, которые так ценит современный человек.
Ни томаты, ни растения Etuberosum не обладают способностью формировать клубни. Однако именно гибридизация этих линий стала толчком для образования уникальной генетической комбинации, которая позволила появиться новому признаку — накоплению растением в подземных клубнях запасов воды и питательных веществ, необходимых для выживания в сложных условиях. Ученые особо выделили два ключевых гена: SP6A, который был унаследован от томатов и мутировал, что стало толчком для запуска клубнеобразования, и IT1 — пришедший из Etuberosum и отвечающий за формирование самих клубней. Этот генетический «коктейль» и превратился в уникальное преимущество картофеля.
Появление клубней пришлось как раз на время интенсивного поднятия Анд — нового и сурового горного региона с холодным и сухим климатом. В отличие от своих предков, гибридные растения оказались гораздо более устойчивыми к неблагоприятным условиям, поскольку клубни служили для них естественными «кладовыми» с водой и питательными веществами. Благодаря этому свойству, новые растений смогли расширять ареал обитания и заняли новые экологические ниши, куда Etuberosum и Tomato, ограниченные в своих возможностях, проникнуть не могли. Кроме того, способность к образованию клубней позволила новым растениям размножаться преимущественно внутри своей группы, что в дальнейшем привело к ее обособлению и появлению в ней собственного многообразию видов.
Это исследование не только позволило окончательно ответить на вопрос о происхождении картофеля, но и показало, насколько мощной движущей силой эволюции может быть гибридизация. Так успешный результат древнего генетического эксперимента природы подарил человеку одну из главных культур мирового сельского хозяйства.
Тем временем ученые разработали умный алгоритм, который поможет и картофелю, и томатам бороться с бурой гнилью.
