Томаты Галапагосов: они проходят этапы обратной эволюции

Редкое явление стало объектом пристального внимания ученых из Калифорнийского университета: островные томаты, произрастающие на самых молодых участках Галапагосского архипелага, восстанавливают химическую защиту, утраченную в течение миллионов лет эволюции.

Это открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, поднимает вопрос о возможности "обратной эволюции" — концепции, до сих пор вызывающей споры среди специалистов по эволюционной биологии.

Исследование показало, что томаты с недавно сформированных вулканических островов производят древний тип алкалоида — токсичного вещества, защищающего их от естественных врагов, таких как насекомые и грибы. 

Проанализировав более 30 образцов томатов, собранных на разных Галапагосских островах, ученые выявили четкую географическую закономерность. На старых, стабильных островах восточной части архипелага томаты продолжают производить алкалоиды, характерные для современных культивируемых сортов. Однако на более молодых и менее развитых островах западной части архипелага растения синтезируют химические соединения, свойственные их предкам.

Ученые установили, что разница обусловлена незначительными изменениями в ферменте, отвечающем за сборку молекул. Всего четыре изменения в аминокислотной последовательности этого фермента достаточно, чтобы вернуть химическое производство томатов к древнему типу. Этот вывод был подтвержден в лабораторных условиях путем внедрения измененных генов в растения табака, которые начали производить те же самые соединения, согласно revistagalileu.globo.

Предполагается, что более засушливые и суровые условия на молодых островах заставили растения восстановить старую, более эффективную в этих условиях химическую защиту.

"Возможно, молекула предков обеспечивает лучшую защиту в суровых условиях западной части Галапагосских островов", — пояснил Адам Йозвяк, автор исследования.

Уточнения

Алкало́иды (от позднелат. alkali — «щелочь» или араб. al-qali — «растительная зола» и др.-греч. εἶδος — «вид», «облик») — группа азотсодержащих органических соединений природного происхождения.