Ученые установили, что современный картофель появился в результате естественной гибридизации томатов и диких видов, похожих на картофель, около 9 млн лет назад в Южной Америке.
Исследование разрешило давнюю загадку происхождения популярной сельскохозяйственной культуры. Долгое время генетика картофеля озадачивала ученых: он почти идентичен трем видам из Чили, объединенным в группу Etuberosum, которые, однако, не формируют клубней. При этом генетический анализ указывал на близость картофеля к томатам.
Чтобы понять, как возник современный картофель, исследователи проанализировали 450 геномов культурных сортов и 56 геномов диких видов. Выяснилось, что у всех современных форм картофеля есть сбалансированная смесь ДНК как от Etuberosum, так и от томатов, что указывает на древнюю гибридизацию между этими линиями.
Хотя томаты и Etuberosum разошлись примерно 14 млн лет назад, они еще около 5 млн лет сохраняли способность к скрещиванию. Именно так, около 9 млн лет назад, появился предок современного картофеля — уже с клубнями.
Неклубневые и клубневые виды картофеля. Изображение: Yuxin Jia and Pei Wang
Ученые проследили происхождение ключевых генов, отвечающих за формирование клубней. Ген SP6A, выполняющий роль «переключателя», дающего сигнал начать рост клубней, достался картофелю от томата. А ген IT1, отвечающий за развитие подземных стеблей, формирующих клубни, — от Etuberosum.
Появление клубней стало важнейшим эволюционным преимуществом. Оно совпало с быстрым подъемом Анд — периодом формирования новых суровых условий обитания. Благодаря подземным органам, накапливающим питательные вещества, предки картофеля смогли адаптироваться к холодному горному климату и бедным почвам.
Кроме того, клубни позволили обходиться без семян и опыления: они прорастают в новые кусты напрямую. Это обеспечило картофелю стремительное распространение и устойчивость в самых разных экосистемах: от лугов до альпийских плато Центральной и Южной Америки.
