Картофель раскрыл свой главный секрет: что обнаружили учёные в его ДНК

Картофель — один из самых универсальных продуктов питания, который можно готовить множеством способов: запекать, варить, превращать в пюре, жарить или использовать для создания сложных блюд.

Эта культура занимает важное место в мировом сельском хозяйстве, ежегодно производя свыше 350 миллионов тонн урожая.

Её ценность обусловлена высокой продуктивностью: для выращивания картофеля требуется меньше земли, чем для пшеницы или риса, а также его способностью адаптироваться к различным климатическим условиям. Благодаря этим качествам картофель стал неотъемлемой частью обеспечения продовольственной стабильности во многих странах.

Однако долгое время учёные не могли точно установить, как именно появилась эта культура. Несмотря на её повсеместное использование, происхождение картофеля оставалось загадкой, вызывающей множество вопросов. Недавно исследователи смогли пролить свет на этот вопрос, предложив неожиданную гипотезу: картофель мог возникнуть благодаря родству с помидорами.

Согласно данным, опубликованным в одном из научных журналов, около девяти миллионов лет назад произошло скрещивание генетического материала южноамериканских растений, похожих на картофель, с дикими видами томатов. Именно этот процесс, как предполагается, привёл к образованию клубней — подземных структур, которые накапливают питательные вещества и впоследствии стали важным источником пищи для человека.

Исследователи отметили, что современные картофельные растения внешне напоминают южноамериканские виды, относящиеся к группе Etuberosum, хотя последние не образуют клубней. При этом генетический анализ показал, что картофель имеет более тесные связи с томатами, так как оба принадлежат к одному роду Solanum. Это несоответствие между внешним сходством и генетической близостью долгое время ставило учёных в тупик.

Чтобы разрешить эту загадку, международная команда провела масштабное исследование, изучив геномы 128 видов, включая картофель, помидоры, их диких родственников, а также некоторые виды баклажанов для сравнения. В результате было установлено, что картофель возник в результате древнего скрещивания томатов и растений из группы паслёновых, что произошло от восьми до девяти миллионов лет назад. Этот процесс, вероятно, позволил картофелю адаптироваться к суровым условиям высокогорья Анд, где холодный климат стал фактором его дальнейшего развития.

Один из участников исследования подчеркнул, что полученные данные дают важные подсказки о том, как подобные процессы могли происходить в эволюции других растений. По мнению учёных, изначально гибриды двух растений могли быть не слишком примечательными, но за миллионы лет естественный отбор превратил их в уникальный вид, обладающий ценными свойствами.

В частности, было установлено, что гены, отвечающие за формирование клубней, представляют собой комбинацию генетического материала обоих "родителей". Например, ген, запускающий процесс образования клубней, унаследован от томатов, а ген, регулирующий рост подземных стеблей, — от картофелеподобных растений.

Другой исследователь выразил оптимизм относительно перспектив использования этих данных в сельском хозяйстве. Сегодня культивируется лишь несколько видов картофеля, и их генетическое разнообразие ограничено из-за преимущественного использования клонирования для размножения. Это делает культуру уязвимой к болезням и вредителям. Учёные считают, что новые знания о генетическом родстве картофеля и томатов могут открыть путь к созданию более устойчивых сортов, в том числе с использованием генетического материала томатов.

Современные технологии анализа геномов позволили исследователям глубже понять эволюционные процессы, которые ранее оставались скрытыми. Один из специалистов отметил, что такие исследования кардинально меняют представление о том, как формировались виды в прошлом.

Другой учёный, изучавший историю картофеля на протяжении многих лет, назвал эту работу примером новаторского применения геномных технологий. Он добавил, что, хотя виды, существовавшие миллионы лет назад, давно исчезли, новые данные помогают лучше понять происхождение одной из важнейших сельскохозяйственных культур.

Уточнения

Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула (одна из трёх основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования организмов.