Генетическое исследование поставило точку в давнем споре: что появилось раньше — картофель или томат? Ученые утверждают, что правильный ответ — томат, и без этого родственника современный картофель просто не смог бы обзавестись своими ключевыми клубнями.
Картофель — одна из важнейших культур в истории человечества. Это не только богатый источник углеводов, клетчатки и минералов (таких как калий, магний и железо), но и, по версии ООН, климатически дружелюбный овощ благодаря низким выбросам углекислого газа. Он способен расти в самых разных регионах, включая те, где природные ресурсы ограничены и дороги.
Несмотря на свою значимость, происхождение картофеля долгое время оставалось загадкой. Современные виды физически похожи на чилийское растение Solanum etuberosum. Однако у этого «картофелеподобного» растения отсутствуют клубни — ключевой элемент, позволяющий хранить питательные вещества и легко размножаться. Более того, филогенетический анализ показывал, что современная картошка имеет больше генетических связей именно с томатами.
Чтобы разрешить эту дилемму, ученые из Китайской академии сельскохозяйственных наук провели масштабную работу, изучив 450 геномов культивируемого картофеля и 56 геномов диких видов (образцы последних было особенно трудно найти).
Анализ показал, что каждый исследованный вид картофеля содержит генетический материал, являющийся смесью томатов и Solanum etuberosum. Исследователи пришли к выводу: современный картофель появился в результате гибридизации — успешного скрещивания представителей двух разных видов. Примерно 14 миллионов лет назад у томатов и дикого картофеля был общий предок. Хотя их эволюционные пути разошлись на 5 миллионов лет, они вновь сошлись, что и дало начало самым ранним растениям картофеля с клубнями.
Ученые также смогли отследить происхождение ключевых генов, ответственных за формирование клубней. Оказалось, что ген, дающий команду на производство клубней, пришел со стороны томатов, а не от картофелеподобного растения. В то же время, другой ген, контролирующий рост подземных стеблей, был унаследован от Solanum etuberosum. Без получения хотя бы одного из этих компонентов гибрид просто не смог бы производить клубни.
Эта эволюционная инновация совпала по времени со стремительным формированием гор Анд, что привело к появлению новых экологических ниш. Ранний картофель смог успешно адаптироваться к суровому горному климату благодаря тому, что клубни хранили питательные вещества под землей. Кроме того, клубни позволили картофелю размножаться без опыления и семян, что способствовало его быстрому распространению по территории Центральной и Южной Америки.
