Скромният съвременен картоф, опитомен за първи път преди около 10 000 години, е тръгнал от Андите, преди да се превърне в ключова култура, от която зависи светът.

Но тъй като растенията не се запазват добре във вкаменелости, произходът му остава до голяма степен загадка.

Сега екип от еволюционни биолози и геномни учени е проследил произхода на този нишестен хранителен продукт до случайна среща преди милиони години, включваща неочакван роднина на растението: домата.

Изследователите са анализирали 450 генома от култивирани и диви видове картофи, като гените са разкрили, че древен предшественик на доматеното растение се е кръстосал естествено с картофеноподобно растение, наречено Etuberosum, преди 9 милиона години.

Това се е случило, тъй като двете растения първоначално са се отделили от общ предшественик преди около 14 милиона години, според проучване, публикувано в списание Cell и цитирано от CNN.

Въпреки че нито доматите, нито Etuberosums са имали способността да отглеждат грудки - уголемената, ядлива част от опитомени растения, като картофи, ямс и тарос, които растат под земята - полученото хибридно растение е имало такава.

Грудките са еволюирали като иновативен начин картофеното растение да съхранява хранителни вещества под земята, тъй като климатът и околната среда в Андите са станали по-студени - и след като са били култивирани, са се превърнали в основна храна за хората.

Сега има повече от 100 диви вида картофи, които също отглеждат грудки, въпреки че не всички са годни за консумация, защото някои съдържат токсини.

Разбирането на произхода и еволюцията на картофите би могло да помогне на учените да отглеждат картофи, устойчиви на болести и променящи се климатични условия.

Разкриване на вечната мистерия на картофите

Очертаването на произхода на картофите, доматите и Etuberosums разкрива неочаквана черта, която показва, че картофите са по-тясно свързани с доматите на генетично ниво.

Екипът използва филогенетични анализи – процес, подобен на разкриването на роднински връзки при хората на генетично ниво – за да определи връзките между различните растения.

Анализът показва противоречие: картофите биха могли да бъдат сестра на Etuberosums или домати, в зависимост от различни генетични маркери.

14-милионният общ прародител на доматите и Etuberosums, както и растенията, които са се отделили от него, вече не съществуват и „са изгубени в мъглата на геоложкото време“. Вместо това изследователите търсят генетични маркери в растенията, за да определят техния произход.

Изследователите съставят генетична база данни за картофи, включително чрез музейни екземпляри и дори извличане на данни от редки диви картофи, трудни за намиране, някои от които се срещат само в една долина в Андите.

Генетична пътна карта, написана случайно

Изследването разкрива, че първият картоф и всеки следващ вид е включвал комбинация от генетичен материал, произлизащ от Etuberosums и домати.

Климатични или геоложки промени вероятно са довели до съвместното съществуване на древен Etuberosum и предшественик на домати на едно и също място.

Като се има предвид, че и двата вида се опрашват от пчели, вероятният сценарий е пчела да е преместила цветен прашец между двете растения и да е довела до създаването на картофа.

Доматената страна е предоставила „главен превключвател“ - ген SP6A, който е казал на картофеното растение да започне да произвежда грудки, докато ген IT1 от страната на Etuberosum е контролирал растежа на подземните стъбла, които са ги образували. 

Еволюцията на грудковите картофи съвпада с време, в което Андите бързо се издигат поради взаимодействията между тектоничните плочи, създавайки огромен гръбнак по западната страна на Южна Америка. Те са сложна планинска верига с множество долини и разнообразни екосистеми.

Съвременните домати обичат суха, гореща среда, докато Etuberosums предпочитат умерен климат. Но предшественикът на картофеното растение е еволюирал, за да вирее в сухите, студени, високопланински местообитания, които са се появили в Андите, като грудката е позволила окончателното му оцеляване.

Картофите могат да се размножават без нужда от семена или опрашване. Растежът на нови грудки води до нови растения и те могат да виреят в разнообразни среди.

Pixabay
Pixabay

Създаване на издръжлив картоф за несигурното бъдеще

Култивираният картоф, който консумираме днес, е третата най-важна основна култура в света и заедно с пшеницата, ориза и царевицата е отговорен за 80% от калорийния прием на хора, според проучването.

Разбирането на историята на произхода му може да бъде ключът към създаването на повече иновации в бъдещите картофи; повторното въвеждане на ключови гени от домати може да доведе до бързо размножаващи се картофи, възпроизвеждани чрез семена, например.

Съвременните култури са изправени пред натиск от промените в околната среда, климатичната криза и новите вредители и болести. Семенните картофи са интересни, защото може да са по-генетично разнообразни и устойчиви на болести и други селскостопански рискове.

Вегетативното размножаване на картофи - нарязване на картоф на парчета и засаждането им за създаване на реколта - води до генетично идентични картофи, които могат да бъдат унищожени, ако се появи нова болест.

Изучаването на диви видове, които са се сблъскали и са еволюирали в отговор на подобни предизвикателства, също може да бъде от решаващо значение.

Картофите остават важна култура в сухи региони или райони с кратко лято и голяма надморска височина – места, където други основни култури не растат.

Новините на Darik Business Review във Facebook , Instagram , LinkedIn и Twitter !