Науковці стверджують, що нарешті розгадали загадкове коріння одного з наших найулюбленіших вуглеводів: звичайної картоплі.
Картопля і помідори мають більше спільного, ніж може здаватися на перший погляд. (Зображення: brightstars/Getty Images) Підпишіться на нашу розсилку
Випадкове з’єднання диких помідорів та видів, схожих на картоплю, близько 8-9 мільйонів років тому, можливо, дало початок одному з наших найулюбленіших вуглеводів: картоплі.
Поряд зі 107 нині існуючими дикими типами картоплі, культивована картопля, знайома нам сьогодні (Solanum tuberosum), входить до лінії Petota. Новітні дослідження показують, що ця лінія, або група близькоспоріднених видів, виникла внаслідок з’єднання предків двох інших ліній: помідора, до якого входять 17 сучасних видів, зокрема салатний Solanum lycopersicum, і Etuberosum, що має три сучасні види, які походять з Південної Америки.
Важливість гібридизації в даному випадку, за словами Кнаппа, полягає в тому, що вона створила нові поєднання генів у лінії Petota, що призвело до появи бульб — потовщених підземних органів, що зберігають воду та поживні елементи, які людина вживає в їжу. Предки сучасних рослин томатів та Etuberosum не мали бульб, і ці структури не виникали в жодній з ліній з моменту їхньої гібридизації для створення гібрида.
«Наші результати демонструють, як гібридизація між видами може викликати еволюцію нових рис, дозволяючи виникнути ще більшій кількості видів», – заявив співавтор дослідження Санвень Хуан, професор сільськогосподарської геноміки Китайської академії сільськогосподарських наук. «Ми нарешті розкрили таємницю походження картоплі».
Дослідники проаналізували геноми 128 рослин Petota, Tomato та Etuberosum, аби виявити еволюційні зв’язки між цими лініями. Вони використовували передові геномні інструменти, які раніше були недоступні, що пояснює, чому науковці до цього не отримували подібних результатів, зазначив Кнапп. Команда оприлюднила свої відкриття у четвер (31 липня) у журналі Cell.
Аналіз виявив «мозаїчні» генетичні патерни у Petota, що являють собою рівномірну суміш ДНК, отриманої у спадок як від Tomato, так і від Etuberosum, що відносить походження картоплі до епізоду гібридизації між двома лініями між 8 та 9 мільйонами років тому, пишуть дослідники у дослідженні.
Згідно з дослідженням, давня гібридизація між Etuberosum і Tomato можлива, оскільки ці лінії мали спільного пращура, який жив між 13 і 14 мільйонами років тому. Незважаючи на незалежну еволюцію після зникнення цього спільного пращура, рослини Etuberosum та Tomato, можливо, все ще мали достатньо спільного в генетичному плані для з’єднання через 5 мільйонів років.
Гібридизація між лініями Tomato та Etuberosum призвела до появи бульб. (Зображення: Johner Images/Getty Images)
Рослини картоплі, що виникли внаслідок цього поєднання, дали бульби, які дослідники пов’язали з кількома генами. Примітно, що команда ідентифікувала SP6A, ген, який походить від лінії томатів, але еволюціонував у картоплі, щоб надавати вказівки щодо того, коли утворювати бульби. Дослідники також виокремили ген IT1, який бере участь у формуванні бульб, але цей ген, згідно з дослідженням, походить від Etuberosum.
Науковці припускають, що бульби допомогли рослинам картоплі освоїти новий ґрунт у той час, коли Анди швидко піднімалися. З’єднання «спричинило перестановку генів, так що нова лінія дала бульби, що дозволило цим рослинам поширитися на новостворені холодні, сухі середовища існування в гірському хребті Анд, що піднімається», – сказав Кнапп.
Здатність картоплі накопичувати поживні речовини та воду, ймовірно, допомогла їй вижити у суворіших умовах, ніж рослинам Etuberosum та Tomato. Це не тільки сприяло географічному поширенню картоплі, але й запобігало схрещуванню з рослинами Etuberosum та Tomato, дозволяючи Petota еволюціонувати в абсолютно нову лінію, згідно з дослідженням.
«Еволюція бульби дала картоплі величезну перевагу в суворих умовах, що сприяло вибуховій появі нових видів і сприяло багатству різноманітності картоплі, яку ми бачимо та на яку покладаємося сьогодні», – сказав Хуан.
Sourse: www.livescience.com