Prawda o pochodzeniu ziemniaków wyszła na jaw, naukowcy rozwikłali zagadkę

Najnowsze badania wskazują, że powstanie bulwy - struktur magazynujących składniki odżywcze w ziemniakach - było efektem pradawnego zdarzenia ewolucyjnego.

"Nasze odkrycia pokazują, w jaki sposób epizod hybrydyzacji między gatunkami może zapoczątkować ewolucję nowych cech, umożliwiając powstawanie kolejnych gatunków - mówi współautor badania, Sanwen Huang z Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych. - W końcu rozwiązaliśmy zagadkę pochodzenia ziemniaków".

Ziemniaki zawierają stabilną mieszankę materiału genetycznego pochodzącego od roślin z rodzaju Etuberosum oraz od pomidorów. Etuberosum i pomidory miały wspólnego przodka około 14 milionów lat temu. Nawet po tak długim okresie rozdzielenia, rośliny te były w stanie się krzyżować. Owa krzyżówka dała początek roślinom ziemniaka, wyposażonym w bulwy, co stało się kluczowe dla ich przetrwania i rozwoju.

Aby dokładniej zrozumieć pochodzenie ziemniaków, naukowcy przeanalizowali 450 genomów uprawianych ziemniaków oraz 56 dzikich gatunków. Zhiyang Zhang, pierwszy autor publikacji, zauważył:

"Bardzo trudno jest pobierać próbki dzikich ziemniaków, więc ten zbiór danych stanowi najobszerniejszą kolekcję genomów danych dzikich ziemniaków, jaką kiedykolwiek przeanalizowano".

Badacze odkryli, że gen SP6A, odpowiedzialny za tworzenie bulw, pochodzi od pomidora, a gen IT1, kontrolujący wzrost podziemnych łodyg, od Etuberosum. Dzięki tej wyjątkowej kombinacji genów, hybrydowe potomstwo stało się zdolne do wytwarzania bulw, co zrewolucjonizowało ich zdolność przetrwania w surowych warunkach środowiskowych.

Ewolucja bulwy ziemniaka zbiegła się w czasie z wypiętrzaniem Andów, otwierając przed rośliną nowe ekologiczne nisze.

"Wyewoluowanie bulwy dało ziemniakom ogromną przewagę w surowych warunkach środowiskowych, napędzając gwałtowny rozwój nowych gatunków i przyczyniając się do bogatej różnorodności ziemniaków, na których dziś polegamy - podkreśla prof. Sanwen Huang".

Dzięki zdolności bulw do rozmnażania się bez nasion i zapylania, ziemniaki mogły szybko się rozprzestrzeniać, zajmując różnorodne środowiska - od łagodnych łąk po chłodne, górskie tereny Ameryki Środkowej i Południowej. Ta zdolność do adaptacji i kolonizacji nowych terenów przyczyniła się do ich powszechnego występowania w wielu częściach świata.

Badania te nie tylko rzucają nowe światło na ewolucję ziemniaka, ale również podkreślają znaczenie badań genomowych w zrozumieniu naszej obecnej bioróżnorodności i jej ewolucyjnych korzeni.