Η προαναφερθείσα ομάδα ερευνητών κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα μετά από ανάλυση 450 γονιδιωμάτων καλλιεργειών και 56 άγριων ειδών, ανακαλύπτοντας ότι οι τρέχουσες πατάτες περιέχουν ένα σταθερό και ισορροπημένο μείγμα γενετικού υλικού τόσο από το Etuberosum όσο και από φυτά που μοιάζουν με ντομάτα.
Μια επιστημονική μελέτη ανακάλυψε ότι η σύγχρονη πατάτα προέρχεται από έναν φυσικό υβριδισμό μεταξύ φυτών που μοιάζουν με ντομάτα και ειδών γνωστών ως Etuberosum. Αυτή η διασταύρωση επέτρεψε τον σχηματισμό του κονδύλου και ήταν θεμελιώδης για την προσαρμογή, την επέκταση και την ποικιλομορφία του.
Μια ομάδα ερευνητών από την Κινεζική Ακαδημία Γεωργικών Επιστημών, με επικεφαλής τον Sanwen Huang, διεξήγαγε μια γονιδιωματική ανάλυση για να διευκρινίσει την εξελικτική προέλευση της πατάτας, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell. Η μελέτη περιελάμβανε την εξέταση 450 γονιδιωμάτων καλλιεργειών και 56 γονιδιωμάτων άγριων ειδών, που αποτελούν μια ολοκληρωμένη συλλογή γονιδιωματικών δεδομένων.
«Οι άγριες πατάτες είναι πολύ δύσκολο να ληφθούν δείγματα, επομένως αυτή η μελέτη αντιπροσωπεύει την πιο ολοκληρωμένη συλλογή γονιδιωματικών δεδομένων άγριας πατάτας που έχει αναλυθεί ποτέ», δήλωσε ο Zhiyang Zhang, πρώτος συγγραφέας της εργασίας και ερευνητής στο Ινστιτούτο Γεωργικής Γονιδιωματικής του Shenzhen.
Η ανάλυση αποκάλυψε ότι τα τρέχοντα είδη πατάτας περιέχουν ένα σταθερό και ισορροπημένο μείγμα γενετικού υλικού τόσο από το Etuberosum όσο και από φυτά που μοιάζουν με ντομάτα. Αυτό το εύρημα δείχνει ότι η πατάτα προέρχεται από έναν αρχαίο υβριδισμό μεταξύ των δύο, ένα γεγονός που συνέβη πριν από περίπου εννέα εκατομμύρια χρόνια στην περιοχή των Άνδεων της Νότιας Αμερικής.
Η έρευνα διαπίστωσε επίσης ότι, αν και το Etuberosum και η ντομάτα είναι ξεχωριστά είδη, μοιράζονταν έναν κοινό πρόγονο πριν από περίπου 14 εκατομμύρια χρόνια. Αυτή η διαδικασία υβριδισμού κατέστη δυνατή, εν μέρει, χάρη στην επικονίαση από τις μέλισσες, οι οποίες μετέφεραν γύρη μεταξύ των δύο ειδών, εξήγησε στο CNN η Amy Charkowski, αναπληρώτρια κοσμήτορας έρευνας στο Κολλέγιο Γεωπονικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο.
Ο JianQuan Liu, καθηγητής στη Σχολή Οικολογίας του Πανεπιστημίου Lanzhou και συν-συγγραφέας της μελέτης, εξήγησε ότι η ομάδα χρησιμοποίησε φυλογενετική ανάλυση για να προσδιορίσει τις σχέσεις μεταξύ των διαφορετικών φυτών. «Η ανάλυση αποκάλυψε μια αντίφαση: οι πατάτες θα μπορούσαν να σχετίζονται είτε με τα tuberosum είτε με τις ντομάτες, ανάλογα με διαφορετικούς γενετικούς δείκτες», σημείωσε ο Liu. Αυτή η αντίφαση λύθηκε όταν ανακάλυψαν ότι η πατάτα είναι στην πραγματικότητα αποτέλεσμα υβριδισμού μεταξύ των δύο εξελικτικών γραμμών.
Η δυσκολία στην ανίχνευση της γενεαλογίας της πατάτας οφείλεται, εν μέρει, στην περιορισμένη διατήρηση των φυτών στο αρχείο απολιθωμάτων. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές στράφηκαν σε γενετικούς δείκτες που υπάρχουν στα σημερινά είδη για να ανακατασκευάσουν το εξελικτικό παρελθόν της πατάτας. «Αυτό που χρησιμοποιούμε είναι ένα σήμα που προέρχεται από το παρελθόν, το οποίο εξακολουθεί να υπάρχει στα φυτά που έχουμε σήμερα, για να προσπαθήσουμε να ανακατασκευάσουμε το παρελθόν», εξήγησε στο CNN η Sandy Knapp, βοτανολόγος στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στο Λονδίνο και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα της μελέτης ήταν η αναγνώριση των γονιδίων που ευθύνονται για τον σχηματισμό των κονδύλων, μια εξελικτική καινοτομία που διακρίνει την πατάτα από τους στενούς συγγενείς της. Το γονίδιο SP6A, το οποίο λειτουργεί ως «κύριος διακόπτης» για να πει στο φυτό πότε να αρχίσει να παράγει κονδύλους, προέρχεται από τη γενεαλογία της ντομάτας. Το γονίδιο IT1, το οποίο ελέγχει την ανάπτυξη των υπόγειων στελεχών που σχηματίζουν τους κονδύλους, προέρχεται από τη γενεαλογία Etuberosum.
Ο συνδυασμός αυτών των δύο γονιδίων στους υβριδικούς απογόνους ήταν απαραίτητος για την ανάπτυξη των κονδύλων. Χωρίς την παρουσία και τη λειτουργία των SP6A και IT1 μαζί, τα φυτά που προέκυψαν δεν θα ήταν σε θέση να σχηματίσουν κονδύλους. «Είναι σαν να ανακατεύεις μια τράπουλα και να βρίσκεις διαφορετικές κάρτες σε διαφορετικούς συνδυασμούς. Και ευτυχώς για αυτόν τον συγκεκριμένο υβριδισμό, δύο τύποι γονιδίων ενώθηκαν, δημιουργώντας την ικανότητα σχηματισμού φυτών κονδύλων, και αυτό είναι ένα τυχαίο γεγονός», περιέγραψε ο Knapp.
Ο Zhiyang Zhang τόνισε το μέγεθος του έργου: «Αυτό το σύνολο δεδομένων αντιπροσωπεύει την πιο ολοκληρωμένη συλλογή γονιδιωματικών δεδομένων άγριας πατάτας που έχει αναλυθεί ποτέ». Η Sandy Knapp, εν τω μεταξύ, τόνισε τη μοναδικότητα του γεγονότος υβριδισμού που οδήγησε στον κόνδυλο: «Είναι σαν να ανακατεύεις μια τράπουλα και να βρίσκεις διαφορετικές κάρτες σε διαφορετικούς συνδυασμούς. Και ευτυχώς για αυτόν τον συγκεκριμένο υβριδισμό, δύο τύποι γονιδίων ενώθηκαν, δημιουργώντας την ικανότητα κονδυλοποίησης, και αυτό είναι ένα τυχαίο γεγονός».
Σύμφωνα με τον Κναπ, οι Άνδεις εξελίχθηκαν σε μια σύνθετη ραχοκοκαλιά με πολυάριθμες κοιλάδες και μια μεγάλη ποικιλία οικοσυστημάτων, γεγονός που ευνόησε τη διαφοροποίηση των φυτικών ειδών.
Ενώ οι σύγχρονες ντομάτες προτιμούν ξηρά, ζεστά περιβάλλοντα και το Etuberosum ευδοκιμεί σε εύκρατα κλίματα, η υβριδική πατάτα εξελίχθηκε για να ευδοκιμήσει στα ξηρά, κρύα και σε μεγάλο υψόμετρο ενδιαιτήματα που χαρακτηρίζουν τις Άνδεις. Ο κόνδυλος επέτρεπε στο φυτό να αποθηκεύει θρεπτικά συστατικά στο υπέδαφος, δίνοντάς του ένα σημαντικό πλεονέκτημα στην επιβίωση στις σκληρές συνθήκες των βουνών.
Ο Sanwen Huang, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, τόνισε τη σημασία αυτού του ευρήματος: «Η ανάπτυξη ενός κονδύλου έδωσε στις πατάτες ένα τεράστιο πλεονέκτημα σε σκληρά περιβάλλοντα, οδηγώντας σε μια έκρηξη νέων ειδών και συμβάλλοντας στην πλούσια ποικιλομορφία των πατατών που βλέπουμε και από τις οποίες εξαρτόμαστε σήμερα».
Η ανακάλυψη της εξελικτικής προέλευσης της πατάτας έχει χαιρετιστεί με ενδιαφέρον από την επιστημονική κοινότητα. «Επιτέλους λύσαμε το μυστήριο της προέλευσης της πατάτας», δήλωσε ο Σανγουέν Χουάνγκ της Κινεζικής Ακαδημίας Γεωργικών Επιστημών, σε δηλώσεις που μετέδωσε το CNN. Η μελέτη όχι μόνο ρίχνει φως στο παρελθόν μιας από τις σημαντικότερες καλλιέργειες στον κόσμο, αλλά παρέχει και πολύτιμες πληροφορίες για τη διατήρηση και τη γενετική βελτίωση της πατάτας.
HortoInfo
