Картофите са произлезли от доматите преди 9 милиона години

Картофите може да изглеждат като далечни братовчеди на доматите, но ново изследване показва, че те са много по-близки, отколкото някой е предполагал.

Според проучване, публикувано в Cell, всеки картоф на Земята дължи произхода си на естествена междувидова връзка между доматоподобно растение и негов див южноамерикански роднина преди около 9 милиона години. Потомството на това хибридно кръстосване не само е оцеляло, но е развило и революционната способност да образува грудки – способност, която е помогнала на картофите да виреят в суров планински климат и да се развият в повече от 100 диви вида. Тази еволюционна смесица в крайна сметка е довела до появата на една от най-важните хранителни култури в света.

Хибриден произход зад характеристиката на грудките

В продължение на десетилетия едно противоречие в историята на семейството картофи е измъчвало учените. Култивираният картоф принадлежи към секция Petota, който изглежда почти идентичен с група чилийски растения, наречени Etuberosum. Но видовете Etuberosum не образуват грудки, подземните органи за складиране на хранителни вещества, които определят картофа. Междувременно генетичните изследвания постоянно показват, че картофите са по-тясно свързани с доматите, отколкото с безгрудковия Etuberosum.

За да разгадаят случая, изследователи, водени от Санъун Хуан (Sanwen Huang) от Китайската академия по селскостопански науки, анализират 450 генома от диви и култивирани картофи. Те откриват последователна закономерност: всички видове картофи носят стабилна комбинация от гени както от растения Etuberosum, така и от домати. Единственото обяснение? Древна хибридизация между двете линии.

Безгрудковият див картоф Solanum etuberosum. Кредит: Wikimedia Commons

Основни открития от проучването:

• Картофите са се появили от хибрид между домати и Etuberosum преди около 9 милиона години.
• Ключовите гени, отговорни за образуването на грудки, идват и от двамата родители: SP6A от домати, IT1 от Etuberosum
• Туберизацията позволява на новия хибрид да процъфтява в Андите по време на период на бързо издигане на планините.
• Тази иновация дава възможност за безполово размножаване и оцеляване в студена и суха среда.
• Получената линия се е диверсифицирала в над 100 вида диви картофи в Южна и Централна Америка

Как един хибрид е дал тласък на империя от култури

И така, какво прави този древен хибрид толкова успешен? Всичко се свежда до грудките. Туберизацията (образуването на грудки или tuber) позволява на ранните картофи да оцелеят в суровия климат, като съхраняват енергия под земята и се размножават, без да разчитат на семена или опрашване. В екологичен план това е суперсила. С издигането на Андите и появата на нови среди, картофите бързо се разпространяват в високопланинските ливади, пасища и сухи гори – ниши, до които техните предци от доматите и Etuberosum никога не биха могли да достигнат.

"Еволюцията на грудката даде на картофите огромно предимство в суровите условия, подхранвайки експлозия от нови видове и допринасяйки за богатото разнообразие от картофи, което виждаме и на което разчитаме днес", коментира Хуан.

Секцията Petota от род Solanum, обхваща култивирания картоф (Solanum tuberosum) и неговите диви роднини, произлиза от естествено кръстосване между доматени растения и група, наречена Etuberosum, преди около 8 до 9 милиона години, по времето, когато са се издигали Андите. Потомството наследява различни набори от гени от всеки родител и тази смесица им помага да развият грудки - подземни органи за складиране на хранителни вещества, подобни на тези, открити в съвременните картофи. Тази ключова характеристика помага на тези растения да се разпространят бързо в нови среди и да еволюират в много различни видове.

Генетичната смес, дала грудките

Проучването също така проследява произхода на грудките до уникална комбинация от родителски гени. Генът SP6A, който казва на растението кога да започне да образува грудки, идва от домата. Генът IT1, който помага за образуването на подземни стъбла, идва от Etuberosum. Нито един от видовете не е притежавал всички необходими части самостоятелно. Само при хибрида те се обединяват – и едва тогава образуването на грудки става възможно.

По-нататъшен генетичен анализ показва, че това не е просто случайност. Много други гени, свързани с грудките, са били селективно наследени от единия или другия родител, образувайки мозайка от регулаторни пътища. Чрез CRISPR нокаути, изследователите потвърждават, че нарушаването на някои от тези гени кара картофите или да загубят грудките си, или да ги отглеждат на грешните места, засилвайки тяхната основна роля.

Последици за еволюцията и земеделието

Историята на произхода на картофа илюстрира как хибридизацията може да направи повече от създаване на генетично разнообразие – тя може да предизвика важни нововъведения.

Родословието Petota вече включва 107 диви вида, всички с грудки, а култивираният картоф се нарежда на третата по важност основна култура в света след ориза и пшеницата.

Тази иновация, задвижвана от хибридизацията, спомага за стабилизирането на ранния род. Тъй като хибридното потомство често се сблъсква с проблеми с плодовитостта, способността за безполово размножаване чрез грудки може да е била ключова за оцеляването. С течение на времето естественият подбор е усъвършенствал хибридния геном, подготвяйки почвата за невероятното разнообразие и глобално значение на картофите днес.

Справка: Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage
Zhang, Zhiyang et al.; Cell,   July 31, 2025, Volume 0, Issue 0; DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.034

Източник: Potatoes Came From Tomatoes 9 Million Years Ago; Cell Press

Още по темата

26/06/2025

Животът

Дееволюция на доматите на Галапагоските острови

28/07/2022

Животът

На 28 юли 1586 г. картофите намират своя дом в Европа

03/06/2019

Животът

Останките на най-древната сготвена нишестена храна са открити в пещера

02/08/2016

Животът

Как се получават хибридите?