دانشمندان سرانجام راز باستانی پیدایش سیب زمینی را کشف کرده‌اند. این راز یک ترکیب ژنتیکی غیرمنتظره در قلب خود پنهان کرده است. حدود ۹ میلیون سال پیش، یک رویداد پیوند ژنتیکی میان یک گیاه شبیه به گوجه فرنگی و یکی از خویشاوندان سیب‌زمینی در کوه‌های آند اتفاق افتاد. این دورگه‌سازی نادر به ظهور اولین گیاهانی که غده (tuber) تولید می‌کردند، منجر شد.
یک دورگه باستانی، ریشه‌های سیب‌زمینی را شکل داد!
تیمی بین‌المللی از دانشمندان کشف کرده‌اند که سیب‌زمینی مدرن از یک پیوند طبیعی میان گیاهان گوجه‌فرنگی و گونه‌های وحشی شبیه به سیب‌زمینی در آمریکای جنوبی، حدود ۹ میلیون سال پیش، به وجود آمده است.
تحقیقات آن‌ها که در مجله Cell منتشر شده، نشان می‌دهد که این ترکیب ژنتیکی باستانی، محرک اصلی برای توسعه غده بوده است. غده‌ها ساختارهای زیرزمینی گیاه هستند که مواد مغذی را ذخیره می‌کنند و در محصولاتی مانند سیب‌زمینی، سیب‌زمینی شیرین و تارو یافت می‌شوند.
سانون هوانگ، نویسنده مسئول این تحقیق از آکادمی علوم کشاورزی چین، می‌گوید:
یافته‌های ما نشان می‌دهند که چگونه یک رویداد دورگه‌سازی میان گونه‌ها می‌تواند تکامل ویژگی‌های جدید را آغاز کند و به ظهور گونه‌های بیشتری منجر شود. ما سرانجام معمای اینکه سیب‌زمینی از کجا آمده است را حل کردیم.
محصولی با ریشه‌های مرموز
با اینکه سیب‌زمینی یکی از مهم‌ترین محصولات غذایی در جهان است، منشأ تکاملی آن مبهم مانده بود. جالب اینجاست که گیاهان سیب‌زمینی مدرن شباهت زیادی به سه گونه شیلیایی به نام Etuberosum دارند، اما این گونه‌ها غده تولید نمی‌کنند. از طرف دیگر، مطالعات ژنتیکی نشان می‌دهد که سیب‌زمینی‌ها ارتباط نزدیک‌تری با گوجه‌فرنگی‌ها دارند.
برای حل این معما، پژوهشگران داده‌های ژنتیکی ۴۵۰ نوع سیب‌زمینی کشت‌شده و ۵۶ گونه وحشی را بررسی کردند.
زیانگ ژانگ، نویسنده اصلی مقاله از انستیتوی ژنومیک کشاورزی در شنزن، می‌گوید:
جمع‌آوری نمونه از سیب‌زمینی‌های وحشی بسیار دشوار است، بنابراین این مجموعه داده‌ها جامع‌ترین مجموعه‌ای از داده‌های ژنومی سیب‌زمینی وحشی است که تا به حال تجزیه و تحلیل شده است.
تأیید یک ترکیب ژنتیکی
آن‌ها دریافتند که هر گونه سیب‌زمینی شامل ترکیبی پایدار و متعادل از مواد ژنتیکی هر دو گیاه Etuberosum و گوجه‌فرنگی است که نشان می‌دهد سیب‌زمینی‌ها از یک دورگه‌سازی باستانی میان این دو به وجود آمده‌اند.
در حالی‌که Etuberosum و گوجه‌فرنگی گونه‌های مجزایی هستند، اجداد مشترکی دارند که قدمت آن به حدود ۱۴ میلیون سال پیش بازمی‌گردد. حتی پس از حدود ۵ میلیون سال جدایی، آن‌ها توانستند با یکدیگر پیوند برقرار کنند و اولین گیاهان سیب‌زمینی با غده را در حدود ۹ میلیون سال پیش به وجود آورند.
ژن‌های کلیدی از هر دو والد
تیم تحقیقاتی همچنین منشأ ژن‌های کلیدی سیب‌زمینی برای تشکیل غده را شناسایی کردند که ترکیبی از مواد ژنتیکی هر یک از والدین است. آن‌ها دریافتند که ژن SP6A که مانند یک کلید اصلی عمل می‌کند و به گیاه می‌گوید چه زمانی تولید غده را آغاز کند، از خانواده گوجه‌فرنگی به دست آمده است. ژن مهم دیگری به نام IT1 که به کنترل رشد ساقه‌های زیرزمینی برای تشکیل غده کمک می‌کند، از خانواده Etuberosum آمده است. بدون هیچ‌یک از این دو بخش، گیاه دورگه قادر به تولید غده نبود.
این نوآوری تکاملی هم‌زمان با بالا آمدن سریع کوه‌های آند اتفاق افتاد، دوره‌ای که در آن محیط‌های زیست‌محیطی جدید در حال ظهور بودند. با وجود غده برای ذخیره مواد مغذی در زیر زمین، سیب‌زمینی‌های اولیه توانستند به سرعت با محیط در حال تغییر سازگار شوند و در شرایط آب و هوایی سخت کوهستان زنده بمانند.
غده‌ها همچنین به گیاهان سیب‌زمینی این امکان را می‌دهند که بدون نیاز به دانه یا گرده‌افشانی تکثیر شوند. آن‌ها با جوانه‌زدن از غده‌ها، گیاهان جدیدی را رشد می‌دهند. این ویژگی به آن‌ها کمک کرد تا به سرعت گسترش یابند و در محیط‌های زیست‌محیطی متنوعی، از علفزارهای معتدل تا مراتع مرتفع و سرد آلپ در آمریکای مرکزی و جنوبی، جای بگیرند.
هوانگ گفت:
تکامل یک غده مزیت بزرگی به سیب‌زمینی‌ها در محیط‌های سخت داد که باعث رشد انفجاری گونه‌های جدید و افزایش تنوع غنی سیب‌زمینی‌هایی شد که امروز می‌بینیم و به آن‌ها وابسته هستیم.
منبع: Scitechdaily
