Картофель и помидоры имеют удивительную историю

Случайное скрещивание в Андах миллионы лет назад привело к появлению современной вкусной картошки

Современный картофель появился в результате необычного сочетания с помидорами.

До сих пор происхождение и эволюция картофеля долгое время были научной загадкой. Теперь выясняется, что крахмалистая картошка появилась 9 миллионов лет назад, когда формировались горы Анды. Она появилась в результате естественного скрещивания ранних томатов и картофелеподобных видов.

Это древнее скрещивание дало начало раздутым стеблям растения, известным как клубни. Со временем клубни распространились примерно по 180 дикорастущим видам картофеля и тысячам культурных сортов. Ученые со всего мира поделились новыми открытиями в выпуске журнала Cell от 18 сентября.

Выращивание картофеля

Культивируемый картофель — Solanum tuberosum — является одним из важнейших продуктов питания в мире. Ученые знали, что он связан с южноамериканским растением Solanum etuberosum. Этот вид очень похож на наш картофель. Он просто не способен образовывать клубни, из которых мы готовим картофель фри, печеный картофель и чипсы.Генетика показала, что картофель связан с помидорами. Но ученые думали, что эти два растения были как бы дальними родственниками. Вместо этого, как показывают исследования, виды из этих двух линий скрестились.

Ученые говорят: Виды

Команда ученых выяснила происхождение картофеля, проанализировав десятки диких и культурных сортов картофеля. Примерно половина генов каждого вида картофеля связана с томатом, остальные — с S. etuberosum.

Это говорит о том, что картофель произошел от одного гибридного скрещивания этих двух групп, — говорит Сандра Кнапп. Она работает ботаником в Музее естественной истории в Лондоне, Англия.

“При создании этого гибридного потомства различные семейства генов объединились и взаимодействовали, что позволило получить клубни», — говорит она.

Один ген — SP6A — появился у томатов. Предыдущие исследования показали, что он работает как главный переключатель для образования клубней. Другой ген — IT1 — является ключевым для роста подземных стеблей, из которых образуются клубни. Он был получен из S. etuberosum.

Пояснение: Что такое гены?

Эксперименты с растениями картофеля подтвердили, что без гена IT1 клубни получаются крошечными. Без SP6A клубни даже не образуются.

Как сочетание этих генов в одном растении “привело к получению картофеля”, в этой статье полностью не объясняется», — говорит Саломе Прат. Она специалист по биологии растений, но не принимала участия в новом исследовании. Она работает в Центре исследований в области сельскохозяйственной геномики. Это в Барселоне, Испания. То, что эти гены объединились в результате естественного скрещивания, не означает, что клубни образовались сразу же, добавляет она. “История гораздо сложнее”.

Более устойчивое окучивание

То, как скрещивание привело к получению клубней, показывает, что гибридные скрещивания могут быть мощным двигателем эволюции. Некоторые новые гибриды могут быть стерильными (неспособными к размножению). Но клубни сохраняют воду и питательные вещества. И если их оставить в земле, из них могут вырасти новые растения. Опыление или семена не требуются.Это, вероятно, дало новым линиям картофеля время восстановить способность к половому размножению. А новая структура клубней, возможно, дала преимущество раннему картофелю, который начал формироваться в Андах миллионы лет назад.

Помидоры предпочитают сухие и теплые условия. S. etuberosum хорошо растет в холодных и влажных местах. Картофель унаследовал ряд свойств, которые позволили ему процветать даже в холодных и сухих местах. По словам Кнаппа, он получил “лучшее из обоих миров”. А смена местообитаний в Андах, возможно, дала этим новым видам возможность процветать.

У вас есть научный вопрос? Мы можем помочь!

Отправьте свой вопрос здесь, и мы, возможно, ответим на него в следующем выпуске Новостей науки.

Большинство из 180 видов дикорастущего картофеля на сегодняшний день являются горькими или токсичный. Но много тысяч лет назад коренные жители Анд нашли вкусный дикий картофель. Со временем они вывели из него множество сортов. Позже испанские исследователи привезли несколько из них в Европу. Это привело к глобальному распространению картофеля как основного продукта питания.

Совсем недавно ученые и фермеры скрещивали различные виды картофеля, чтобы получить такие характеристики, как высокая урожайность или устойчивость к патогенным микроорганизмам. Многие из них утратили часть первоначальной генетической изменчивости картофеля. Это делает современный картофель менее приспособленным — и более уязвимым — к экстремальной жаре, наводнениям и другим особенностям нашего меняющегося климата.

Выявление генов, унаследованных от ранних томатов и S. etuberosum, может привести к получению более выносливого картофеля. Утраченные признаки могут быть восстановлены с помощью традиционной селекции или генной инженерии. И это, по словам Кнаппа, может привести к созданию более адаптируемых сортов.