Неожиданный родственник: ученые выяснили, что картофель обязан своим происхождением томатам

Международная группа ученых сделала революционное открытие, которое полностью меняет наше представление о происхождении картофеля. Оказывается, одна из ключевых сельскохозяйственных культур мира появилась в результате древней гибридизации между предками современных томатов и дикими растениями. Это открытие не только решает давнюю эволюционную загадку, но и открывает новые горизонты для создания более устойчивых и продуктивных сортов.

Результаты исследования, вызвавшие значительный резонанс в научном сообществе, были опубликованы в авторитетном международном журнале Cell. Они опровергают предыдущие теории о линейной эволюции картофеля и указывают на сложный генетический обмен как на движущую силу появления новых видов.

Генетический детектив: как томат «помог» картофелю

Долгое время ботаники не могли прийти к согласию относительно предков картофеля. С одной стороны, растение морфологически похоже на дикие виды из Чили, известные как Etuberosum, которые, однако, не образуют клубней. С другой стороны, генетический анализ указывал на удивительное родство с томатами. Это противоречие оставалось нерешенным десятилетиями.

Чтобы поставить точку в этом вопросе, команда исследователей под руководством Санвеня Хуана из Китайской академии сельскохозяйственных наук проанализировала геномы 450 сортов культурного картофеля и 56 диких видов. Результаты поразили: оказалось, что геном современного картофеля представляет собой мозаику, состоящую примерно на 40% из генов предков томатов и на 60% — из генов группы Etuberosum.

Ученые установили, что эта решающая гибридизация произошла один раз, около 9 миллионов лет назад, в период активного формирования Андских гор. Именно сочетание генетического материала от двух разных предков позволило растению развить уникальное свойство — образование подземных клубней для запасания питательных веществ.

Ключевой момент эволюции: идеальное сочетание генов

Исследование показало, что для появления клубня было необходимо сочетание двух конкретных генов от родительских видов. От предка томатов картофель унаследовал ген SP6A, который действует как «главный выключатель», запускающий процесс формирования клубня. В то же время от диких родственников из группы Etuberosum он получил ген IT1, стимулирующий рост подземных стеблей (столонов), на которых эти клубни развиваются.

Без этой комбинации эволюционный скачок был бы невозможен. Появление клубня дало древнему растению огромное преимущество в суровых условиях высокогорья, позволив ему выживать и быстро размножаться вегетативно, без семян.

Почему это важно для Украины

На первый взгляд, это открытие может показаться чисто академическим, но оно имеет огромное практическое значение для всего мира, и для Украины в частности. Картофель, который часто называют «вторым хлебом», является одной из основных продовольственных культур в стране. Понимание его генетической основы позволяет селекционерам работать гораздо эффективнее.

Создание устойчивых сортов. Зная, какие гены отвечают за те или иные свойства, ученые могут создавать сорта, более устойчивые к изменениям климата, засухе, вредителям (таким как колорадский жук) и болезням.

Ускорение селекции. Одной из главных целей исследователей является создание гибридного картофеля, который можно будет размножать настоящими семенами, а не клубнями. Это позволит сократить время выведения нового сорта с десятилетий до нескольких лет.

Улучшение качества. Генетические «карты» помогут улучшать вкусовые качества, лежкость и пищевую ценность картофеля.

Стоит отметить, что путь картофеля к европейским, а впоследствии и украинским полям, также был непростым. После завоза из Южной Америки в XVI веке он долго адаптировался к новым условиям, в частности к более длинному световому дню, что требовало дополнительной гибридизации с чилийскими видами.

Таким образом, разгадка тайны происхождения картофеля — это не просто взгляд в прошлое, а инструмент для построения будущего, в котором глобальная продовольственная безопасность будет значительно крепче.