Конец тысячелетней тайны? Генетический сюрприз между двумя растениями американского происхождения, покорившими мир почти 300 лет назад

МАДРИД - Американский историк Уильям Макнилл посвятил провокационное эссе попытке доказать, что картофель изменил мировую историю. Это растение, одомашненное на территории нынешнего Перу около десяти тысячелетий назад, стало основным источником энергии для могущественной империи инков, а затем и для испанских конкистадоров, которые привезли неизвестный суперфуд в Европу около 1570 года. «Картофель, питая быстро растущее население, позволил горстке европейских наций доминировать над большей частью мира в период с 1750 по 1950 год», - утверждал Макнилл четверть века назад. Социальная история картофеля хорошо известна, но его происхождение до сих пор оставалось загадкой. В четверг международная группа ученых объявила о сюрпризе: картофель - дочь помидора. «Мы наконец-то разгадали тайну», - говорит китайский генетик Санвен Хуанг, руководитель исследования в Шэньчжэньском институте сельскохозяйственной геномики. Его команда проанализировала сложную ДНК около 60 родственных видов и выяснила, что картофель появился около девяти миллионов лет назад в результате естественного скрещивания в Южной Америке куста томата и этуберозума - растения, похожего на картофель, но не имеющего характерных съедобных клубней. "Хуанг и его коллеги подчеркивают, что именно это генетическое смешение позволило появиться этим подземным утолщенным стеблям, которые служат хранилищем питательных веществ растения и сегодня являются основным продуктом питания для более чем миллиарда людей. В 170 граммах картофеля содержится 135 килокалорий, половина рекомендуемой дневной нормы витамина С и даже четыре грамма белка со всеми незаменимыми аминокислотами. Понимание генетических тонкостей, контролирующих их размер и составляющие, является ключевым вопросом глобальной геополитики, говорится в диссертации историка Уильяма Макнилла. Именно поэтому Китай обратился к исследованию картофеля: «Недавно обнаруженное родство может шокировать постороннего человека», - говорит генетик Чжиян Чжан. "Возможно, это удивительно, потому что помидор и картофель, которые вы покупаете в супермаркете, совершенно разные. Однако на самом деле мы едим плоды томатного растения и подземные клубни картофеля. Это нормально, что два разных органа выглядят так по-разному, но сами растения - их листья и цветы, например, - похожи«, - говорит Чжан, первый автор исследования. »Картофельное растение еще больше похоже на растение этуберозум, но генетический анализ показывает, что оно ближе к томатному растению". «Мы были удивлены, что картофель является потомком томата», - говорит Чжан, который также является сотрудником Шэньчжэньского института сельскохозяйственной геномики, гигантского исследовательского центра с 500 сотрудниками при китайском правительстве. Авторы подчеркивают, что инновационный клубень, орган с питательными веществами, который сегодня называют картофелем, появился в ключевой момент, на пике подъема Андских гор. Эти новые растения, наделенные подземными утолщениями в стеблях, смогли адаптироваться к более холодному климату Андских гор. По словам Хуанга, Чжана и их коллег, они колонизировали разнообразные экосистемы и пережили «взрывную диверсификацию». По их данным, существует более ста видов дикого картофеля. В 2011 году испанский биолог Саломе Прат возглавил группу, которая обнаружила генетический переключатель, указывающий растению, когда производить клубни, в зависимости от продолжительности светового дня: ген SP6A. Новое исследование показывает, что этот ключевой ген, как ни удивительно, происходит из растений томатов. Загадка заключается в том, что происходит дальше, когда, например, осеннее солнце щелкает выключателем", - говорит Прат из Центра исследований в области агрогеномики в Серданьоле-дель-Вальес, Барселона. "Когда приходит сигнал к формированию клубней, что происходит в подземном стебле, чтобы он начал утолщаться и накапливать крахмал и белки? Мы пока не знаем", - говорит он. «Если нам удастся разобраться с необходимым набором генов, то в будущем мы сможем создавать растения, которые будут производить как зерно, так и клубни», - продолжает Прат. Картофель и злаки в одном растении "Команда Хуанга и Чжана напоминает, что гибридные растения картофеля и томатов уже были созданы. Исследователи ссылаются на исследование 1978 года испанского генетика Марисоль Сакристан, которая умерла в 2023 году в возрасте 87 лет. Почти полвека назад ученый из Свободного университета Берлина и еще двое его коллег сумели рудиментарным способом объединить растение томата черри и картофеля. "Способность существует. И теперь, когда мы знаем, что они так тесно связаны, в будущем у нас могут появиться растения, выращивающие помидоры и картофель, но до этого еще далеко, нам нужно лучше понять этот процесс", - говорит Прат. Клубни могут стать источником энергии для следующей мировой империи. "Китай на 100% перешел на картофель и собирается смести нас всех. Они поняли, что это суперпродуктивная культура: с небольшого участка можно собрать много картофеля. Для пшеницы, напротив, нужны огромные поля. Если мы сейчас улучшим качество картофеля, например, повысим содержание в нем белка, он станет суперпродуктом", - утверждает Прат. Китай уже является крупнейшим в мире производителем картофеля, его посевная площадь составляет 50 000 квадратных километров, что эквивалентно площади целых стран, таких как Коста-Рика и Словакия. Дюжина китайских институтов сотрудничала в новом исследовании, которое опубликовано в четверг в журнале Cell. В работе также приняли участие семь других центров в Канаде, США, Германии и Великобритании. Авторы благодарят за помощь колумбийского ученого Сьюзи Эчеверрию, которая посвятила свою докторскую диссертацию в Имперском колледже Лондона попыткам понять, почему семейство картофеля и томатов так разнообразно и почему некоторые его представители так успешно колонизируют различные экосистемы по всему миру. «Самое интересное не столько то, когда возникла группа картофеля, сколько то, как она возникла», - говорит Эчеверрия, отмечая, что развитие клубней произошло в результате сочетания генов из разных линий. Если Уильям Макнилл был прав и история повторится, тот, кто поймет эти загадочные генетические хитросплетения картофеля, будет править миром. «Мануэль Анседе».