Гибрид из прошлого изменил наше будущее: как случайное скрещивание дало жизнь картошке

Картофель, ставший одним из главных продуктов питания на планете, возможно, обязан своим существованием случайной генетической встрече между дикими растениями, которая произошла 8-9 миллионов лет назад. Учёные уверены: это было событие, которое перевернуло ход эволюции растений.

Как томаты и "ложные картошки" породили культурный картофель

Род Petota, включающий более сотни видов дикого картофеля и известный нам культурный картофель (Solanum tuberosum), имеет необычное происхождение. Новое геномное исследование, опубликованное в журнале Cell, указывает: Petota появился в результате древнего скрещивания между представителями рода томатов (включая Solanum lycopersicum) и таинственным южноамериканским родом Etuberosum.

"С эволюционной точки зрения у нас было неразрешённое разногласие в отношениях между линиями Tomato, Petota и Etuberosum", — рассказала ботаник-исследователь из Музея естественной истории в Лондоне Сандра Кнапп.

Генетическая мозаика и рождение клубня

Команда исследователей изучила геномы 128 растений из трёх родов, чтобы реконструировать их эволюционные связи. Результаты были удивительны: у растений рода Petota обнаружены "мозаичные" генетические паттерны — следы как от томатных предков, так и от Etuberosum. Эти данные позволили учёным датировать момент гибридизации примерно 8-9 миллионами лет назад.

Особенность этого гибрида — появление клубней. Ни один из родительских видов не обладал этой структурой. Клубни дали растениям способность запасать воду и питательные вещества — ключевое преимущество в суровых условиях.

Гены, изменившие историю

Команда выделила несколько генов, связанных с формированием клубней. Один из них — SP6A — унаследован от томатной линии, но трансформировался в Petota, чтобы давать инструкции по развитию подземных органов. Второй — IT1 — пришёл от Etuberosum. Вместе они сформировали совершенно новое направление в эволюции.

"Наши результаты показывают, как гибридизация между видами может дать толчок развитию новых признаков, что позволяет появиться ещё большему количеству видов", — заявил профессор сельскохозяйственной геномики Китайской академии сельскохозяйственных наук Саньвэнь Хуан.

Картофель покоряет горы

Клубни, по мнению исследователей, позволили гибридным растениям освоить новые почвы и пережить климатические изменения, связанные с подъёмом Анд. Это не только дало им эволюционное преимущество, но и изолировало от дальнейших скрещиваний с исходными родами, что закрепило уникальность линии Petota.

"Появление клубня дало картофелю огромное преимущество в суровых условиях, что привело к появлению множества новых видов и способствовало богатому разнообразию картофеля, которое мы видим и на которое полагаемся сегодня", — отметил Хуан.