มันฝรั่งเป็นอาหารที่คุ้นเคยบนโต๊ะอาหารทั่ว โลก แต่กลับกลายเป็นว่ามีต้นกำเนิดที่น่าแปลกใจ - รูปภาพ: AGIS-CAAS
จากการตีพิมพ์ในวารสาร วิทยาศาสตร์ Cell ทีมนักชีววิทยาวิวัฒนาการและผู้เชี่ยวชาญด้านการถอดรหัสยีนระดับนานาชาติได้ประกาศวิธีแก้ปัญหาที่น่าประหลาดใจ นั่นคือ มันฝรั่งอาจเกิดจากการ "แลกเปลี่ยนยีน" แบบสุ่มระหว่างมะเขือเทศป่ากับพืชไร้หัวที่เรียกว่า Etuberosum เมื่อประมาณ 9 ล้านปีก่อน
แม้ว่าทั้งมะเขือเทศและ Etuberosum จะไม่สามารถผลิตหัวใต้ดินได้ แต่การผสมข้ามพันธุ์ระหว่างทั้งสองชนิดได้ก่อให้เกิดพืชชนิดใหม่ที่ผลิตหัว หัวเป็นอวัยวะกักเก็บสารอาหารที่ช่วยให้พืชปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นขึ้นเรื่อยๆ ของเทือกเขาแอนดีส
ต่อมามนุษย์ได้นำมันฝรั่งมาเลี้ยงและเปลี่ยนให้เป็นหนึ่งในแหล่งอาหารหลักของโลก ปัจจุบันมีมันฝรั่งป่ามากกว่า 100 สายพันธุ์ที่ปลูกหัวมัน แม้ว่าจะไม่สามารถรับประทานได้ทั้งหมดเนื่องจากมีสารพิษ
“วิวัฒนาการในการปลูกหัวมันทำให้มันฝรั่งมีข้อได้เปรียบเหนือกว่าในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง จึงทำให้ขยายพันธุ์และสร้างความหลากหลายอันอุดมสมบูรณ์ที่เรามีในปัจจุบัน” ศาสตราจารย์ซานเหวิน หวง ประธานสถาบัน วิทยาศาสตร์การเกษตร เขตร้อนของจีนและหัวหน้าทีมวิจัยกล่าว
ค้นพบยีนที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังมันฝรั่ง
เพื่อสืบหาต้นกำเนิดของหัวมันฝรั่งที่คุ้นเคยนี้ ทีมวิจัยได้วิเคราะห์จีโนม 450 รายการจากมันฝรั่งป่าและมันฝรั่งที่เลี้ยงในบ้าน ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามะเขือเทศป่าและ Etuberosum แตกต่างจากบรรพบุรุษร่วมกันเมื่อประมาณ 14 ล้านปีก่อน เมื่อประมาณ 9 ล้านปีก่อน การผสมพันธุ์ตามธรรมชาติระหว่างกิ่งทั้งสองได้ก่อให้เกิดพืชหัว ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นมันฝรั่งในปัจจุบัน
Etuberosum ประกอบด้วยเพียงสามสายพันธุ์ ซึ่งมีลักษณะคล้ายมันฝรั่งทั้งดอกและใบ แต่ไม่มีหัว ปัจจุบันสายพันธุ์เหล่านี้พบได้เฉพาะในพื้นที่ห่างไกลบางแห่ง เช่น เกาะฮวน เฟอร์นันเดซ ในมหาสมุทรแปซิฟิก และป่าฝนในประเทศชิลี ซึ่งทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างมันฝรั่งและ Etuberosum เป็นที่ถกเถียงกันมากขึ้น เนื่องจากมันฝรั่งดูเหมือนจะมีพันธุกรรมใกล้เคียงกับมะเขือเทศมากกว่า
นักวิทยาศาสตร์ใช้การวิเคราะห์เชิงวิวัฒนาการ (phylogenetic analysis) ซึ่งเป็นวิธีการที่คล้ายกับการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างแม่-ลูกหรือพี่น้องกันโดยอาศัยดีเอ็นเอในมนุษย์ เพื่อชี้แจงประเด็นนี้ พวกเขาพบเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่บางครั้งแสดงให้เห็นว่ามันฝรั่งเป็น "พี่น้อง" ของ Etuberosum แต่บางครั้งก็มีความใกล้ชิดกับมะเขือเทศมากกว่า ความขัดแย้งนี้เป็นเบาะแสที่เปิดประตูสู่การไขปริศนานี้
“เราใช้สัญญาณทางพันธุกรรมจากอดีตซึ่งยังคงมีอยู่ในพืชในปัจจุบัน เพื่อสร้างเส้นทางวิวัฒนาการขึ้นมาใหม่” แซนดี้ แนปป์ นักพฤกษศาสตร์จากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติในลอนดอน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมวิจัยอธิบาย
พวกเขารวบรวมข้อมูลทางพันธุกรรมจากทั้งตัวอย่างมันฝรั่งในพิพิธภัณฑ์และพันธุ์มันฝรั่งป่าหายากที่พบเฉพาะในหุบเขาเล็กๆ ไม่กี่แห่งในเทือกเขาแอนดีส นับเป็นฐานข้อมูลพันธุกรรมมันฝรั่งป่าที่ครอบคลุมที่สุดเท่าที่เคยมีการวิเคราะห์มา
มันฝรั่งเป็นหนึ่งในพืชอาหารที่สำคัญที่สุดที่หล่อเลี้ยงมนุษยชาติ มันฝรั่งถูกนำมาเพาะปลูกในแถบเทือกเขาแอนดีสเมื่อประมาณ 10,000 ปีก่อน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพืชมีหลักฐานฟอสซิลน้อยมาก วิวัฒนาการของมันฝรั่งจึงเป็นปริศนาสำหรับนักวิทยาศาสตร์มาช้านาน - ภาพ: AI
มันฝรั่ง: ผลแห่งโชค
เรื่องน่ารู้: มันฝรั่งเป็นพืชชนิดแรกที่มียีนจากทั้งต้น Etuberosum และมะเขือเทศ ซึ่งอาจเป็นเพราะมีการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาหรือภูมิอากาศ ทำให้พืชโบราณทั้งสองชนิดนี้เคยอยู่ร่วมกันในพื้นที่เดียวกันและได้รับการผสมเกสรข้ามสายพันธุ์โดยผึ้ง
ยีนของมะเขือเทศมี “สวิตช์หลัก” SP6A ซึ่งเป็นสัญญาณที่กระตุ้นการเจริญเติบโตของหัว ขณะเดียวกัน ยีน IT1 ของ Etuberosum ควบคุมการเจริญเติบโตของลำต้นใต้ดิน ซึ่งสร้างหัวที่มีแป้ง หากไม่มียีนทั้งสอง มันฝรั่งจะไม่สามารถสร้างหัวได้
"เมื่อคุณผสมข้ามพันธุ์ ยีนจะถูกสับเปลี่ยนเหมือนไพ่สำรับหนึ่ง และโชคดีที่ในการผสมแบบสุ่มนั้น ยีนสำคัญสองยีนได้มาบรรจบกัน ทำให้เกิดความสามารถในการปลูกหัวมัน มันเป็นเรื่องบังเอิญโดยสิ้นเชิง" นักพฤกษศาสตร์ Knapp กล่าว
เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่เทือกเขาแอนดีสกำลังถูกยกตัวขึ้นโดยแผ่นเปลือกโลก ภูมิประเทศที่แห้งแล้ง หนาวเย็น และรุนแรงในที่สูงเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมอย่างยิ่งต่อการเจริญเติบโตของมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้เมล็ดหรือการผสมเกสร แต่ขยายพันธุ์ผ่านหัว หัวมันฝรั่งแต่ละหัวจะเติบโตเป็นต้นใหม่ และต้นใหม่ก็จะผลิตหัวขึ้นมา ทำให้เกิดวงจรชีวิตที่สมบูรณ์ ซึ่งทำให้มันฝรั่งสามารถอยู่รอดและแพร่พันธุ์ได้
อนาคตอันสดใสสำหรับพันธุ์มันฝรั่งพันธุ์ใหม่
ปัจจุบันมันฝรั่งถือเป็นพืชอาหารที่สำคัญเป็นอันดับสามของโลก รองจากข้าวสาลีและข้าว โดยให้พลังงานแก่มนุษย์ถึงร้อยละ 80
การทำความเข้าใจต้นกำเนิดวิวัฒนาการของมันฝรั่งอาจช่วยให้นักวิจัยสร้างพันธุ์พืชใหม่ๆ ที่ปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ศัตรูพืช และภัยแล้งได้ดีขึ้น การนำยีนสำคัญของมะเขือเทศกลับคืนมาอาจช่วยลดวงจรการเจริญเติบโต หรือสร้างพันธุ์พืชที่เติบโตจากเมล็ดแทนหัว
ความหลากหลายทางพันธุกรรมก็มีความสำคัญเช่นกัน มันฝรั่งสมัยใหม่มักขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการตัดหัวและปลูก ทำให้มีพันธุกรรมที่เหมือนกันทุกประการ หากมีศัตรูพืชหรือโรคใหม่เกิดขึ้น อาจทำให้พื้นที่เพาะปลูกทั้งหมดถูกทำลาย ในทางกลับกัน มันฝรั่งที่ปลูกจากเมล็ดหรือพันธุ์ป่าอาจมีความต้านทานต่อโรคได้ดีกว่า
“เราสนใจว่ามันฝรั่งป่าพัฒนาความต้านทานต่อโรคได้อย่างไร รวมถึงเหตุใดแมลงศัตรูพืชบางชนิดจึงโจมตีมันฝรั่งและปล่อยทิ้งไว้ให้มะเขือเทศ” Amy Charkowski นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโคโลราโดกล่าว
มันฝรั่งยังคงเป็นพืชที่ช่วยชีวิตในพื้นที่สูงที่แห้งแล้งและช่วงฤดูร้อนสั้น ซึ่งข้าวหรือข้าวโพดไม่สามารถเติบโตได้ และต้นกำเนิดอันแปลกประหลาดของหัวมันฝรั่ง ซึ่งเกิดจากการผสมกันของพืชสองชนิดที่ไม่เกี่ยวข้องกันโดยบังเอิญ คือสิ่งที่ทำให้มันฝรั่งมีความพิเศษ
ที่มา: https://tuoitre.vn/phat-hien-thu-vi-to-tien-cua-khoai-tay-la-ca-chua-2025080209574457.htm
การแสดงความคิดเห็น (0)