חוקרים גילו סוף סוף את הסוד הקדום מאחורי מוצאו של תפוח האדמה – והוא כולל הכלאה גנטית מפתיעה.
לפני כ־9 מיליון שנה, התרחשה באזור הרי האנדים שבדרום אמריקה הכלאה טבעית נדירה בין צמח דמוי עגבנייה לבין קרוב משפחה של תפוח האדמה. אירוע נדיר זה הוביל להיווצרות הצמחים הראשונים היוצרים פקעות תת-קרקעיות.
יבול עם שורשים מסתוריים
צוות בינלאומי של מדענים גילה שתפוח האדמה המודרני נוצר מהכלאה טבעית בין צמחי עגבנייה לבין מיני בר קרובים לתפוח האדמה בדרום אמריקה לפני כ־9 מיליון שנה. המחקר, שפורסם בכתב העת Cell מצביע על הכלאה קדומה זו כנקודת המוצא ליצירת הפקעת – איבר אחסון תת-קרקעי הנמצא בגידולים כמו תפוחי אדמה, בטטות ועוד.
"מצאנו כיצד אירוע הכלאה בין מינים יכול לעורר התפתחות של תכונות חדשות, המאפשרות הופעתם של מינים נוספים," אמר פרופ’ סנוון הואנג, מהאקדמיה הסינית למדעי החקלאות. "סוף סוף פתרנו את תעלומת מוצאו של תפוח האדמה."
על אף שתפוחי אדמה הם מהגידולים החשובים בעולם, מקורם האבולוציוני נותר לא ברור. באופן מעניין, צמחי תפוח האדמה המודרניים דומים מאוד לשלושה מיני בר מצ'ילה הידועים בשם Etuberosum – שאינם יוצרים פקעות. מצד שני, מחקרים גנטיים מראים שתפוחי האדמה קרובים גנטית דווקא לעגבניות.
כדי לפתור את התעלומה, בחנו החוקרים מידע גנטי מ־450 זנים מתורבתים של תפוחי אדמה ו־56 מיני בר.
"מאחר שקשה מאוד לאסוף דגימות של תפוחי אדמה פראיים, זהו האוסף המקיף ביותר שנבחן אי פעם," אמר ד"ר ג’יאנג ז’אנג ממכון הגנומיקה החקלאית בשנזן, המחבר הראשון של המאמר.
הכלאה גנטית שהובילה לפקעות
הם גילו שכל מיני תפוחי האדמה נושאים תערובת יציבה ומאוזנת של חומר גנטי הן ממיני Etuberosum והן מהעגבנייה, דבר המרמז על מוצא הכלאתי משני המקורות.
על אף שמדובר בשני מינים שונים, לעגבנייה ול־Etuberosum היה אב קדמון משותף שחי לפני כ־14 מיליון שנה. גם לאחר שנפרדו במשך כ־5 מיליון שנה, הצליחו המינים להתרבות ביניהם, ויצרו את צמחי תפוח האדמה הראשונים בעלי פקעות לפני כ־9 מיליון שנה.
החוקרים עקבו אחר מוצאם של גנים קריטיים ליצירת הפקעות, ומצאו כי הגן SP6A – המהווה מתג שמורה לצמח מתי להתחיל ליצור פקעות – הגיע מהעגבנייה. מנגד, הגן IT1, המסייע בשליטה בצמיחת הגבעולים התת-קרקעיים, הגיע מה־Etuberosum . ללא שני הגנים הללו, הצאצאים ההיברידיים לא היו מצליחים לייצר פקעות.
החידוש האבולוציוני הזה התרחש במקביל לתקופה של התרוממות מהירה של הרי האנדים, אז נוצרו סביבות אקולוגיות חדשות. הפקעת העניקה לצמחים החדשים יתרון אדפטיבי – אפשרות לאגור אנרגיה תת-קרקעית ולהתמודד עם תנאי מזג אוויר קשים.
פקעות גם אפשרו לצמח להתרבות בלי זרעים או האבקה – על-ידי הצצה מחדש מהפקעת. תכונה זו תרמה להתרבות מהירה והתפשטות למגוון בתי גידול, מהערבות החמימות ועד המדרונות הקרים של הרי האנדים.
"היכולת ליצור פקעות העניקה לתפוחי האדמה יתרון עצום בסביבות קשות, והובילה לפיצוץ אבולוציוני של מינים חדשים ולמגוון הרחב שאנו רואים כיום." אמר הואנג.
עוד בנושא באתר הידען:
2 תגובות
מעניין. שניהם ממשפחת הסולניים.
האם נסתם ליצור היום הכלאה כזו?
בקורס מילוט שעברתי בצבא הראו לנו שגם לצמח "מקור החסידה" יש פקעות ראויות למאכל. אכן היה טעים.
מעניין אם גם ל"מקור החסידה" היתה איזו הכלאה שבעקבותיה נוצרו הפקעות.