Близько дев’яти мільйонів років тому на території сучасної Південної Америки сталося гібридизаційне явище, яке змінило еволюцію рослин. Саме тоді, як з’ясувала міжнародна команда дослідників, дика томатоподібна рослина схрестилася з предком сучасної картоплі, що зрештою призвело до появи культурного виду, який нині є одним із найважливіших у світі.
Результати дослідження, опублікованого в журналі Cell, свідчать про те, що сучасна картопля має приблизно 60% генетичної спадщини від виду Etuberosum — рослини з Чилі, яка сама по собі не утворює бульб, — та 40% генів від томатного предка. Таке поєднання стало можливим внаслідок природної гібридизації, що, за словами авторів, змінює уявлення про роль схрещування у формуванні нових видів.
Раніше вважалося, що основним рушієм еволюції є випадкові мутації. Але, як зазначає професор Університету Британської Колумбії Лорен Різеберг, сьогодні все більше дослідників визнають, що давні гібридизаційні події залишили глибокий слід у Дереві життя. Саме тому поєднання генів томата та Etuberosum може вважатися ключовим моментом, що зробив картоплю такою, якою ми її знаємо.
Значну роль у формуванні картоплі відіграли два гени: SP6A — томатного походження, який відповідає за сигнал до утворення бульб, та IT1 — із лінії Etuberosum, що забезпечує ріст підземних стебел. Лише в комбінації ці два гени дозволили рослині створювати поживні структури, які згодом стали основним продуктом харчування для мільйонів людей.
Цей еволюційний прорив збігся в часі зі швидким підняттям Анд — процесом, що сформував нові екологічні ніші для рослин, здатних зберігати поживні речовини під землею. Завдяки цьому картопля змогла виживати в суворих гірських умовах і розмножуватись вегетативно — без насіння, що сприяло її поширенню спочатку по континенту, а згодом і по всьому світу.
Зібрані в межах дослідження геноми 450 культурних сортів картоплі та 56 диких видів стали найбільшою базою даних такого роду. Ці результати не лише проливають світло на минуле картоплі, а й відкривають шлях до її майбутнього. Як зазначив професор Санвень Хуанг з Інституту аграрної геноміки в Шеньчжені, його команда вже працює над створенням нової гібридної картоплі, яка розмножуватиметься насінням. І в цьому процесі саме томат може стати основою для використання синтетичної біології — «шасі» нового покоління їстівних культур.