Η πατάτα γεννήθηκε από έναν απρόσμενο έρωτα με τη ντομάτα πριν από 9 εκατομμύρια χρόνια

Η ταπεινή σύγχρονη πατάτα, που εξημερώθηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου 10.000 χρόνια, ξεκίνησε το ταξίδι της στις Άνδεις πριν εξελιχθεί σε μία από τις βασικότερες καλλιέργειες από τις οποίες εξαρτάται σήμερα ο κόσμος. Όμως, επειδή τα φυτά δεν διατηρούνται εύκολα στο απολιθωμένο αρχείο, η εξελικτική της καταγωγή παρέμενε σε μεγάλο βαθμό μυστήριο. Τώρα, μια ομάδα εξελικτικών βιολόγων και επιστημόνων γονιδιωματικής κατάφερε να εντοπίσει την προέλευση αυτού του αμυλούχου βασικού τροφίμου σε μια τυχαία συνάντηση πριν από εκατομμύρια χρόνια, που περιλάμβανε έναν απρόσμενο συγγενή: τη ντομάτα.

Οι ερευνητές ανέλυσαν 450 γονιδιώματα από καλλιεργούμενες και άγριες ποικιλίες πατάτας. Τα γονίδια αποκάλυψαν ότι ένας αρχαίος άγριος πρόγονος της ντομάτας διασταυρώθηκε φυσικά με ένα φυτό παρόμοιο με την πατάτα, που ονομάζεται Etuberosum (ποικιλία άγριας πατάτας), πριν από περίπου 9 εκατομμύρια χρόνια —ή, πιο σωστά, υβριδοποιήθηκε, καθώς και τα δύο φυτά είχαν αποσχιστεί από έναν κοινό πρόγονο πριν από 14 εκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Cell.

Παρότι ούτε οι ντομάτες ούτε τα Etuberosum μπορούσαν να σχηματίσουν κονδύλους —το διογκωμένο, βρώσιμο μέρος φυτών όπως η πατάτα, το γιαμ και το τάρο που αναπτύσσεται υπόγεια— το υβριδικό φυτό που προέκυψε είχε αυτή την ικανότητα. Οι κόνδυλοι εξελίχθηκαν ως ένας καινοτόμος τρόπος αποθήκευσης θρεπτικών ουσιών στο υπέδαφος, καθώς το κλίμα και το περιβάλλον στις Άνδεις γίνονταν ψυχρότερα. Όταν αργότερα καλλιεργήθηκαν, κατέληξαν να αποτελούν βασικό στοιχείο της ανθρώπινης διατροφής. Σήμερα υπάρχουν περισσότερα από 100 άγρια είδη πατάτας που σχηματίζουν κονδύλους, αν και δεν είναι όλα βρώσιμα, καθώς ορισμένα περιέχουν τοξίνες. «Η εξέλιξη του κονδύλου έδωσε στην πατάτα ένα τεράστιο πλεονέκτημα σε σκληρά περιβάλλοντα, προκαλώντας μια έκρηξη νέων ειδών και συμβάλλοντας στον πλούτο και την ποικιλομορφία των πατατών που βλέπουμε και χρησιμοποιούμε σήμερα», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Sanwen Huang. «Επιτέλους λύσαμε το μυστήριο της προέλευσης της πατάτας».

Οι επιστήμονες αποκωδικοποίησαν επίσης ποια γονίδια προήλθαν από κάθε φυτό και συνέβαλαν στη δημιουργία των κονδύλων. Η κατανόηση της προέλευσης και της εξέλιξης της πατάτας θα μπορούσε στο μέλλον να βοηθήσει στην ανάπτυξη πιο ανθεκτικών ποικιλιών, ανθεκτικών σε ασθένειες και στις μεταβαλλόμενες κλιματικές συνθήκες.

Εξερευνώντας ένα επίμονο εξελικτικό μυστήριο

Οι πατάτες, οι ντομάτες και τα Etuberosum ανήκουν όλα στο γένος Solanum, το οποίο περιλαμβάνει περίπου 1.500 είδη και είναι το μεγαλύτερο γένος της οικογένειας των στρύχνων. Αρχικά, οι πατάτες μοιάζουν πολύ με τα Etuberosum, γεγονός που οδήγησε τους επιστήμονες να πιστεύουν ότι προέρχονταν από κοινό πρόγονο. Ωστόσο, γενετικές αναλύσεις έδειξαν μια αναπάντεχη αντίφαση: ανάλογα με τους γενετικούς δείκτες, οι πατάτες φαίνονταν άλλοτε πιο κοντά στα Etuberosum και άλλοτε πιο κοντά στις ντομάτες. Εφόσον οι κοινοί πρόγονοι αυτών των φυτών έχουν χαθεί στα βάθη του γεωλογικού χρόνου, οι ερευνητές αναζήτησαν «γενετικά ίχνη» που έχουν διατηρηθεί στα σύγχρονα φυτά. Για να το πετύχουν, δημιούργησαν τη μεγαλύτερη μέχρι σήμερα βάση δεδομένων γονιδιωμάτων άγριας πατάτας, χρησιμοποιώντας ακόμη και δείγματα μουσείων και σπάνια φυτά που απαντώνται μόνο σε μία κοιλάδα των Άνδεων.

Ένα γενετικό μονοπάτι γραμμένο από την τύχη

Η έρευνα αποκάλυψε ότι η πρώτη πατάτα —και όλες οι επόμενες— περιείχαν συνδυασμό γενετικού υλικού τόσο από τα Etuberosum όσο και από τις ντομάτες. Πιθανότατα, κλιματικές ή γεωλογικές αλλαγές έφεραν τους δύο προγόνους στον ίδιο χώρο, και μια μέλισσα μετέφερε γύρη από το ένα φυτό στο άλλο. Η «πλευρά της ντομάτας» παρείχε ένα βασικό γονίδιο-διακόπτη που ενεργοποίησε τον σχηματισμό κονδύλων, ενώ το Etuberosum συνέβαλε με γονίδια που ρύθμιζαν την ανάπτυξη των υπόγειων βλαστών. Χωρίς αυτόν τον τυχαίο συνδυασμό, οι πατάτες δεν θα είχαν ποτέ αναπτύξει κονδύλους. Η εξέλιξη αυτή συνέπεσε με την ταχεία ανύψωση των Άνδεων, δημιουργώντας ψυχρά, ξηρά και υψηλού υψομέτρου περιβάλλοντα. Οι κόνδυλοι επέτρεψαν στην πατάτα να επιβιώσει, να αναπαράγεται χωρίς σπόρους και να εξαπλωθεί σε ποικίλα οικοσυστήματα.

Μια πιο ανθεκτική πατάτα για το μέλλον

Η καλλιεργούμενη πατάτα είναι σήμερα η τρίτη σημαντικότερη βασική τροφή παγκοσμίως και, μαζί με το σιτάρι, το ρύζι και το καλαμπόκι, παρέχει το 80% των θερμίδων που καταναλώνει η ανθρωπότητα. Η κατανόηση της προέλευσής της μπορεί να οδηγήσει σε καινοτόμες μεθόδους βελτίωσης των καλλιεργειών, όπως πατάτες που αναπαράγονται από σπόρους και είναι γενετικά πιο ανθεκτικές σε ασθένειες και κλιματικές πιέσεις. Όπως σημειώνουν οι επιστήμονες, η πατάτα μάς θυμίζει ότι πολλά από τα είδη που θεωρούμε δεδομένα έχουν γεννηθεί από περίπλοκες, απρόβλεπτες και —ίσως— ρομαντικές συναντήσεις στο βάθος του χρόνου.

Πηγή: cnn

• Ντομάτα
• πατάτα