興味深い発見：ジャガイモの祖先は…トマト

khoai tây - Ảnh 1. — ジャガイモは世界中の食卓でよく食べられている食べ物ですが、実は意外な起源があることが判明しました - 写真: AGIS-CAAS

科学誌「セル」に掲載された論文の中で、進化生物学者と遺伝子解読の専門家からなる国際チームが驚くべき解決策を発表した。ジャガイモは、約900万年前、野生のトマト種と、エツベロサムと呼ばれる塊茎のない植物種との間のランダムな「遺伝子交換」によって形成された可能性があるという。

トマトもエツベロサムも地下に塊茎を生じませんが、両者の交雑により、塊茎を生じる新しい植物種が誕生しました。塊茎は栄養貯蔵器官であり、アンデス山脈のますます寒冷化する環境に植物が適応するのに役立ちます。

その後、人類はジャガイモを栽培化し、世界の主要な食料源の一つへと発展させました。現在では、塊茎を持つ野生のジャガイモは100種以上存在しますが、毒素が含まれているため、すべてが食用に適しているわけではありません。

「塊茎を育てる進化により、ジャガイモは厳しい環境で優れた優位性を獲得し、それによって種が拡大し、今日の豊かな多様性が生み出された」と、中国熱帯農業科学院院長で研究チームリーダーの黄三文教授は述べた。

ジャガイモに隠された遺伝子を発見する

この馴染み深い塊茎の起源を辿るため、研究チームは野生種と栽培種のジャガイモから450のゲノムを解析した。その結果、野生のトマトとEtuberosumは約1400万年前に共通祖先から分岐したことが明らかになった。約900万年前までに、両者の自然交雑により塊茎植物が誕生し、これが後に現代のジャガイモとなる。

エツベロサム（Etuberosum）はわずか3種で構成され、花と葉の形はジャガイモに似ていますが、塊茎は形成しません。これらの種は現在、太平洋のフアン・フェルナンデス島やチリの熱帯雨林など、限られた孤立した地域にのみ生息しています。ジャガイモは遺伝的にトマトに近いと考えられるため、ジャガイモとエツベロサムの関係はさらに議論を呼んでいます。

科学者たちは、系統解析（ヒトのDNAに基づいて母子関係や姉妹関係を判定するのと同様の手法）を用いてこの問題を解明しました。彼らは、ジャガイモがエツベロサムの「姉妹」であることを示す遺伝子マーカーを発見する一方で、トマトに近いことを示す遺伝子マーカーも発見しました。この矛盾が、謎を解く鍵となりました。

「私たちは、現在の植物にも残っている過去の遺伝子シグナルを使って、進化の過程を再現します」と、研究チームの一員であるロンドン自然史博物館の植物学者サンディ・ナップ氏は説明する。

彼らは、博物館のジャガイモ標本と、アンデス山脈のいくつかの小さな谷にしか生息していない希少な野生種の両方から遺伝子データを収集しました。これは、これまでに分析された野生ジャガイモの遺伝子データベースの中で最も包括的なものです。

Phát hiện thú vị: Tổ tiên của khoai tây là... cà chua - Ảnh 2. — ジャガイモは人類を養ってきた最も重要な食用作物の一つであり、約1万年前にアンデス地方で栽培化されました。しかし、植物の化石記録がほとんど残っていないため、ジャガイモの進化の起源は長らく科学者にとって謎でした - 写真：AI

ジャガイモ：幸運の結果

豆知識：ジャガイモは、エツベロサムとトマトの両方の「親」の遺伝子を持つ最初の種です。おそらく地質学的または気候学的変化により、これら2つの古代植物はかつて同じ地域に共存し、ミツバチによって交配されていました。

トマト遺伝子は、塊茎の成長を誘発するシグナルである「マスタースイッチ」SP6Aを担っています。一方、Etuberosum遺伝子IT1は、デンプン質の塊茎を形成する地下茎の発達を制御します。どちらの遺伝子も欠乏すると、ジャガイモは塊茎を形成できません。

「交配すると、遺伝子はトランプのようにシャッフルされます。そして幸運なことに、そのランダムな組み合わせの中で、2つの重要な遺伝子が出会い、塊茎を育てる能力が生まれました。全くの偶然でした」と植物学者のナップ氏は語った。

この出来事は、アンデス山脈がプレートテクトニクスによって隆起していた時期に起こりました。高地の厳しく、寒く、乾燥した地形は、新しいジャガイモの発育に理想的な環境でした。ジャガイモは種子や受粉を必要とせず、塊茎によって繁殖しました。それぞれの塊茎は新しい植物に成長し、新しい植物は塊茎を生産し、生存と拡散を可能にするサイクルが完結しました。