البطاطس من الأطعمة المألوفة على موائد العشاء في جميع أنحاء العالم ، ولكن اتضح أن لها أصلًا مدهشًا - الصورة: AGIS-CAAS
في دراسة نشرت في المجلة العلمية Cell، أعلن فريق دولي من علماء الأحياء التطورية وخبراء فك الجينات عن حل مدهش: ربما تكون البطاطس قد تشكلت من "تبادل جيني" عشوائي بين نوع من الطماطم البرية ونوع نباتي بدون درنات يسمى Etuberosum، منذ حوالي 9 ملايين سنة.
على الرغم من أن الطماطم والإيتيوبيروسوم لا يُنتجان درناتٍ تحت الأرض، إلا أن التهجين بينهما أدى إلى ظهور نوعٍ جديدٍ من النباتات يُنتج درنات. تُعدّ الدرنات أعضاءً لتخزين العناصر الغذائية تُساعد النباتات على التكيف مع بيئة جبال الأنديز المُتزايدة البرودة.
قام البشر لاحقًا بتدجين البطاطس وتحويلها إلى أحد أهم مصادر الغذاء في العالم. يوجد الآن أكثر من 100 نوع من البطاطس البرية التي تُزرع درنات، مع أن بعضها ليس صالحًا للأكل بسبب السموم التي تحتويها.
وقال البروفيسور سانوين هوانج، رئيس الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية الاستوائية ورئيس فريق البحث: "إن التطور في زراعة الدرنات أعطى البطاطس ميزة متفوقة في البيئات القاسية، وبالتالي توسيع الأنواع وخلق التنوع الغني الذي لدينا اليوم".
اكتشف الجينات المخفية وراء البطاطس
لتتبع أصول هذه الدرنة المألوفة، حلل الفريق 450 جينومًا من أصناف بطاطس برية ومُستأنسة. أظهرت النتائج أن الطماطم البرية ونبات الإيتيوبيروسوم انحدرا من سلف مشترك منذ حوالي 14 مليون سنة. وقبل حوالي 9 ملايين سنة، أنتج التهجين الطبيعي بين الفرعين نباتًا درنيًا أصبح فيما بعد البطاطس الحديثة.
يتكون نبات الإيتيوبيروسوم من ثلاثة أنواع فقط، تشبه البطاطس في شكل أزهارها وأوراقها، لكنها لا تُنتج درنات. لا توجد هذه الأنواع حاليًا إلا في أماكن معزولة قليلة، مثل جزيرة خوان فرنانديز في المحيط الهادئ والغابات المطيرة في تشيلي. وهذا ما يزيد من جدل العلاقة بين البطاطس والإيتيوبيروسوم، إذ يبدو أن البطاطس أقرب وراثيًا إلى الطماطم.
استخدم العلماء التحليل التطوري، وهو أسلوب يُشبه تحديد صلة الأم بالطفل أو صلة الأخوات بناءً على الحمض النووي لدى البشر، لتوضيح المسألة. ووجدوا علامات جينية تُظهر أحيانًا أن البطاطس "شقيقة" لـ Etuberosum، وفي أحيان أخرى أقرب صلة لها بالطماطم. كان هذا التناقض هو الدليل الذي فتح الباب لحل اللغز.
يقول عالم النبات ساندي ناب من متحف التاريخ الطبيعي في لندن، والذي كان جزءًا من فريق البحث: "نحن نستخدم الإشارات الجينية من الماضي، والتي لا تزال موجودة في النباتات اليوم، لإعادة بناء الرحلة التطورية".
جمعوا بيانات وراثية من عينات بطاطس المتاحف وأصناف برية نادرة لا توجد إلا في بعض الوديان الصغيرة بجبال الأنديز. وتُعد هذه قاعدة البيانات الوراثية الأشمل للبطاطس البرية التي تم تحليلها على الإطلاق.
البطاطس من أهم المحاصيل الغذائية التي غذّت البشرية، حيث استُأنست في منطقة الأنديز منذ حوالي 10,000 عام. ومع ذلك، ولأن النباتات لا تترك سوى القليل من السجلات الأحفورية، فقد ظلّ الأصل التطوري للبطاطس لغزًا محيرًا للعلماء لفترة طويلة - صورة: AI
البطاطس: نتيجة الحظ
حقيقة طريفة: البطاطس هي أول نوع يحمل جينات من كلٍّ من نبات إيتوبيروسوم والطماطم. ولعلّ التغيرات الجيولوجية أو المناخية هي التي جعلت هذين النباتين القديمين يتعايشان في المنطقة نفسها، وكانا يتلقّحان عن طريق النحل.
يحمل جين الطماطم "المفتاح الرئيسي" SP6A، وهو الإشارة التي تُحفّز نمو الدرنات. في الوقت نفسه، يتحكم جين Etuberosum IT1 في نمو السيقان الجوفية، التي تُشكّل درنات نشوية. بدون أيٍّ من الجينين، لا تستطيع البطاطس تكوين درنات.
عند التهجين، تختلط الجينات كما تختلط أوراق اللعب، ولحسن الحظ، في هذا المزيج العشوائي، التقى جينان مهمان، مما أدى إلى ظهور القدرة على إنتاج الدرنات. كان الأمر محض صدفة، كما قال عالم النبات ناب.
حدث هذا في وقتٍ كانت فيه جبال الأنديز ترتفع بفعل الصفائح التكتونية. وفّرت التضاريس القاسية والباردة والجافة على ارتفاعات شاهقة بيئةً مثاليةً لنموّ بطاطس جديدة، لم تحتاج إلى بذور أو تلقيح، بل تكاثرت عبر الدرنات. نمت كل درنة لتصبح نبتة جديدة، وأنتجت النبتة الجديدة درنات، مُكملةً بذلك الدورة التي سمحت لها بالبقاء والانتشار.
مستقبل واعد لأصناف البطاطس الجديدة
أصبحت البطاطس الآن ثالث أهم محصول غذائي على مستوى العالم، بعد القمح والأرز، حيث تساهم في توفير 80% من السعرات الحرارية التي يستهلكها البشر.
إن فهم الأصول التطورية للبطاطس قد يساعد الباحثين على ابتكار أصناف جديدة أكثر تكيفًا مع تغير المناخ والآفات والجفاف. كما أن استعادة جينات الطماطم الرئيسية قد يُقصّر دورة النمو، أو يُنتج أصنافًا تنمو من البذور بدلًا من الدرنات.
التنوع الجيني مهم أيضًا. غالبًا ما تُكاثَر البطاطس الحديثة لاجنسيًا بقطع الدرنات وزراعتها، مما يجعلها متطابقة وراثيًا. في حال ظهور آفة أو مرض جديد، قد تُباد حقول بأكملها. في المقابل، قد تكون البطاطس المزروعة من البذور أو الأصناف البرية أكثر مقاومة للأمراض.
قالت الباحثة إيمي تشاركوفسكي من جامعة ولاية كولورادو: "كنا مهتمين بكيفية تطوير البطاطس البرية لمقاومة الأمراض، وكذلك لماذا تهاجم بعض الآفات البطاطس وتترك الطماطم بمفردها".
تظل البطاطس منقذًا للحياة في العديد من المناطق الجافة، ذات الصيف القصير، والمرتفعات، حيث لا ينمو الأرز أو الذرة. وما يميزها هو أصولها الغريبة، وهي مزيجٌ عشوائيٌّ من نباتين لا صلة لهما ببعضهما.
المصدر: https://tuoitre.vn/phat-hien-thu-vi-to-tien-cua-khoai-tay-la-ca-chua-2025080209574457.htm
تعليق (0)