Forskere siger, at de endelig har afdækket den mystiske oprindelse af en af vores foretrukne kulhydrater: den ydmyge kartoffel.
Tilfældig parring mellem vilde tomatplanter og kartoffellignende arter for 8 til 9 millioner år siden kan have givet anledning til en af vores foretrukne kulhydrater: kartoflen.
Sammen med 107 eksisterende, vilde kartoffelarter tilhører de dyrkede kartofler, vi kender i dag (Solanum tuberosum), slægten Petota. Ny forskning tyder på, at denne slægt, eller gruppe af nært beslægtede arter, opstod ved krydsning mellem forfædrene til to andre slægter: Tomat, som består af 17 levende arter, herunder den salatvigtige Solanum lycopersicum, og Etuberosum, som har tre levende arter, der er hjemmehørende i Sydamerika.
“Fra et evolutionært perspektiv havde vi en uafklaret [uenighed] om forholdet mellem slægterne Tomato, Petota og Etuberosum,” fortalte Sandra Knapp, forskningsbotaniker ved Natural History Museum i London og medforfatter til den nye undersøgelse, til Live Science i en e-mail.
Ifølge Knapp er betydningen af krydsning i dette tilfælde, at det skabte nye kombinationer af gener i Petota-slægten, hvilket gav anledning til knolde – de opsvulmede, underjordiske organer, der lagrer vand og næringsstoffer, som mennesker spiser. Forfædrene til moderne tomat- og Etuberosum-planter havde ikke knolde, og disse strukturer er ikke dukket op i nogen af slægterne, siden de krydsede sig for at producere en hybrid.
“Vores fund viser, hvordan en hybridisering mellem arter kan udløse udviklingen af nye træk, så endnu flere arter kan opstå,” siger medforfatter til undersøgelsen Sanwen Huang, professor i landbrugsgenomik ved det kinesiske akademi for landbrugsvidenskab, i en erklæring.
Vi har endelig løst mysteriet om, hvor kartofler kommer fra.
Forskerne analyserede genomerne fra 128 Petota-, Tomato- og Etuberosum-planter for at afklare de evolutionære relationer mellem disse slægter. De brugte avancerede genomiske værktøjer, der ikke tidligere var tilgængelige, hvilket forklarer, hvorfor forskerne ikke har opnået disse resultater før, sagde Knapp. Holdet offentliggjorde sine resultater torsdag (31. juli) i tidsskriftet Cell.
Analysen afslørede ‘mosaiklignende’ genetiske mønstre i Petota, der repræsenterede en jævn blanding af DNA arvet fra både Tomato og Etuberosum, hvilket daterer kartoflens oprindelse til en krydsning mellem de to slægter for mellem 8 og 9 millioner år siden, skrev forskerne i undersøgelsen.
En gammel hybridisering mellem Etuberosum og tomat er mulig, fordi disse slægter delte en sidste fælles forfader for mellem 13 og 14 millioner år siden, ifølge undersøgelsen. På trods af at de udviklede sig uafhængigt efter denne fælles forfader forsvandt, kan Etuberosum- og tomatplanter stadig have haft nok genetisk til fælles til at krydse sig 5 millioner år senere.
Kartoffelplanterne, der opstod som følge af denne krydsning, producerede knolde, som forskerne knyttede til flere gener. Især identificerede teamet SP6A, et gen, der stammer fra tomatstammen, men som udviklede sig i kartofler for at give instruktioner om, hvornår der skal dannes knolde. Forskerne fremhævede også genet IT1 som værende involveret i dannelsen af knolde, men dette gen stammer ifølge undersøgelsen fra Etuberosum-siden.
Knolde hjalp kartoffelplanter med at erobre ny jord på et tidspunkt, hvor Andesbjergene var under hurtig hævning, foreslår forskerne. Krydsning “førte til en omrokering af gener, således at den nye slægt producerede knolde, hvilket gjorde det muligt for disse planter at udbrede sig til de nyopståede kolde, tørre levesteder i den stigende Andesbjergkæde,” sagde Knapp.
Kartoffelplanters evne til at lagre næringsstoffer og vand hjalp dem sandsynligvis med at overleve i hårdere miljøer end Etuberosum- og tomatplanter. Dette fremmede ikke kun kartoflernes geografiske udbredelse, men forhindrede også parring med Etuberosum- og tomatplanter, hvilket gjorde det muligt for Petota at udvikle sig til en helt ny slægt, ifølge undersøgelsen.
“Udviklingen af en knold gav kartofler en enorm fordel i barske miljøer, hvilket førte til en eksplosion af nye arter og bidrog til den rige mangfoldighed af kartofler, vi ser og er afhængige af i dag,” sagde Huang.
