Încrucișarea aleatorie dintre tomatele sălbatice și speciile asemănătoare cartofului, acum 8-9 milioane de ani, ar fi putut da naștere uneia dintre sursele noastre preferate de carbohidrații: cartofii.
Împreună cu cele 107 specii de cartofi sălbatici existente, cartofii cultivați pe care îi cunoaștem astăzi (Solanum tuberosum) aparțin descendenței (grupt de specii strâns înrudite) Petota. Noi cercetări sugerează că această descendență (sau linie genealogică) a apărut din încrucișarea între strămoșii altor două linii: Tomato, care constă din 17 specii, inclusiv nelipsita din salate Solanum lycopersicum, și Etuberosum, care include trei specii originare din America de Sud.
„Dintr-o perspectivă evoluționistă, am avut un [dezacord] nerezolvat în relațiile dintre descendențele Tomato, Petota și Etuberosum”, a declarat Sandra Knapp, botanistă la Muzeul de Istorie Naturală din Londra și coautoare a noului studiu.
Importanța încrucișării în acest caz constă în faptul că a creat noi combinații de gene în descendența Petota, dând naștere la tuberculi – organele subterane, umflate, care stochează apă și nutrienți, pe care oamenii le consumă. Strămoșii plantelor moderne de tomate și Etuberosum nu aveau tuberculi, iar aceste structuri nu au apărut în niciuna dintre liniile genetice de când ele s-au încrucișat pentru a produce un hibrid.
„Descoperirile noastre arată cum un eveniment de hibridizare între specii poate declanșa evoluția unor noi trăsături, permițând apariția a și mai multor specii”, a declarat într-un comunicat Sanwen Huang, co-autor al studiului și profesor de genomică agricolă la Academia Chineză de Științe Agricole. „În sfârșit, am rezolvat misterul provenienței cartofilor.”
Cartofii, analizați cu instrumente genetice moderne
Cercetătorii au analizat genomurile a 128 de plante din descendențele Petota, Tomato și Etuberosum pentru a rezolva relațiile evolutive dintre aceste linii. Au folosit instrumente genomice avansate care nu erau disponibile anterior, explicând de ce oamenii de știință nu au obținut aceste rezultate până acum.
Analiza a relevat modele genetice „asemănătoare mozaicului” în descendența Petota, care reprezentau un amestec uniform de ADN moștenit atât de la Tomato, cât și de la Etuberosum, datând originea cartofilor la un eveniment de încrucișare între cele două linii genealogice ce ar fi avut loc în urmă cu între 8 și 9 milioane de ani.
Un eveniment străvechi de hibridizare între Etuberosum și Tomato este posibil, deoarece aceste descendențe au împărtășit un ultim strămoș comun în urmă cu între 13 și 14 milioane de ani, potrivit studiului. În ciuda evoluției independente după dispariția acestui strămoș comun, plantele de Etuberosum și Tomato ar fi putut avea în comun suficiente caracteristici genetice pentru a se încrucișa 5 milioane de ani mai târziu.
Plantele de cartofi rezultate în urma acestei potriviri au produs tuberculi, pe care cercetătorii i-au asociat cu mai multe gene. În special, echipa a identificat SP6A, o genă care provine din descendența tomatelor, dar a evoluat în cartofi pentru a oferi instrucțiuni despre momentul producerii tuberculilor. Cercetătorii au evidențiat, de asemenea, că gena IT1 este implicată în formarea tuberculilor, însă ea provine din linia Etuberosum.
Cercetătorii sugerează că tuberculii au ajutat plantele de cartofi să se răspândească pe soluri noi într-o perioadă în care Munții Anzi treceau printr-o perioadă de ridicare rapidă. Încrucișarea „a dus la o reorganizare a genelor, astfel încât noua linie a produs tuberculi, permițând acestor plante să se extindă în habitatele reci și uscate nou create în lanțul muntos Anzi”, a spus Knapp.
Capacitatea plantelor de cartofi de a stoca nutrienți și apă le-a ajutat probabil să supraviețuiască în medii mai dure decât plantele de Etuberosum și de tomate. Acest lucru nu numai că a promovat expansiunea geografică a cartofilor, dar a împiedicat și împerecherea cu plantele de Etuberosum și de tomate, permițând descendenței Petota să evolueze într-o linie complet nouă.
Sursa: Live Science