Η απίθανη προέλευση της πατάτας: Το φαινόμενο που άλλαξε τη διατροφή του ανθρώπου

Σε μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Cell αναφέρεται ότι η πατάτα δεν είναι ένα «καθαρόαιμο» φυτό, αλλά το αποτέλεσμα ενός μοναδικού υβριδισμού που συνέβη πριν από περίπου 9 εκατομμύρια χρόνια. Ο πρόγονος της ντομάτας και ένα άγριο φυτό της νότιας Αμερικής –που σήμερα έχει εξαφανιστεί– συνδυάστηκαν για να δημιουργηθεί μια εξελικτική γραμμή που θα οδηγούσε στο φυτό της πατάτας. 

Η υβριδική καταγωγή της πατάτας

Όπως διαβάζουμε στο ZME Science, οι πατάτες ανήκουν στην οικογένεια Solanum και διαθέτουν 107 συγγενικά είδη, όλα με τη δυνατότητα να σχηματίζουν κονδύλους (τα μέρη που τρώμε). Το πώς απέκτησαν αυτή την ικανότητα απασχολεί την έρευνα εδώ και δεκαετίες, καθώς πρόκειται για ένα χαρακτηριστικό που δεν απαντάται σε άλλα φυτά εκτός της οικογένειας. 

Οι επιστήμονες προσπαθούσαν να ξεκαθαρίσουν ποιος ήταν ο κοντινότερος συγγενής της πατάτας: η ντομάτα ή μια άλλη άγρια ομάδα φυτών, γνωστή ως Etuberosum, που δεν είχε κονδύλους; Οι γενετικές αναλύσεις έδιναν αντικρουόμενα αποτελέσματα. Άλλοτε φαινόταν πως η ντομάτα ήταν η πιο κοντινή συγγενής, άλλοτε το Etuberosum. Για να λύσουν το μυστήριο, οι ερευνητές μελέτησαν το πλήρες γονιδίωμα 128 διαφορετικών φυτών – κάτι που δεν είχε ξαναγίνει ποτέ με τέτοια λεπτομέρεια. Ανάμεσά τους υπήρχαν 101 είδη πατάτας, 15 είδη ντομάτας και 9 είδη Etuberosum. Πολλά από αυτά αναλύθηκαν για πρώτη φορά, αποκαλύπτοντας τον γενετικό χάρτη της πατάτας με απαράμιλλη ακρίβεια.

Η ανάλυση αποκάλυψε ένα μωσαϊκό DNA: ορισμένα τμήματα του γονιδιώματος της πατάτας μοιάζουν με εκείνα της ντομάτας, ενώ άλλα με του Etuberosum. Αυτή η «μείξη» αποτελεί σαφές αποδεικτικό στοιχείο του υβριδισμού. Οι επιστήμονες το επιβεβαίωσαν με εξελιγμένα στατιστικά εργαλεία και πειράματα που έδειξαν πώς τα πρωτεϊνικά μονοπάτια από τα δύο αρχικά φυτά συνεργάζονται για να δημιουργήσουν κονδύλους.

Η ανακάλυψη με τη βοήθεια του CRISPR

Το εντυπωσιακό είναι ότι κανένα από τα δύο προγονικά φυτά –ούτε η ντομάτα ούτε το Etuberosum– δεν μπορούσε να σχηματίσει κονδύλους. Η ντομάτα είχε μόνο καρπούς, ενώ το Etuberosum διέθετε λεπτά υπόγεια στελέχη χωρίς αποθηκευτική ικανότητα. Ο κονδυλώδης βλαστός της πατάτας ήταν κάτι εντελώς καινούργιο, το αποτέλεσμα της συνεργασίας διαφορετικών γονιδίων. Οι επιστήμονες απέδειξαν τη σημασία αυτών, χρησιμοποιώντας την τεχνική CRISPR για να τα «σβήσουν» από άγριες πατάτες. Το αποτέλεσμα τούς εξέπληξε για άλλη μια φορά: τα φυτά είτε ανέπτυσσαν κονδύλους σε λάθος σημεία, είτε δεν παρήγαγαν καθόλου.

Γιατί η πατάτα άντεξε στις Άνδεις

Κατά σύμπτωση γεωλόγοι ταυτοποίησαν μια ακόμα αλλαγή στη Λατινική Αμερική που συνέπεσε με τον υβριδισμό, την ανύψωση των Άνδεων. Οι νέες κλιματικές συνθήκες –ψυχρές, ξηρές και ασταθείς– ήταν ιδανικές για ένα φυτό που μπορούσε να αποθηκεύει υπογείως νερό και θρεπτικά συστατικά και να αναπαράγεται μόνο του μέσω των κονδύλων. Έτσι, το νέο είδος κατάφερε να επιβιώσει, ακόμα κι αν αρχικά είχε περιορισμένη γονιμότητα.

Σήμερα, παράγονται πάνω από 375 εκατομμύρια τόνοι πατάτας κάθε χρόνο. Η κατανόηση της προέλευσής τους μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία νέων ποικιλιών, πιο ανθεκτικών και θρεπτικών.