Помідори на Галапагоських островах еволюціонують у зворотному напрямку

Зворотна еволюція

Дослідження, проведене вченими з Каліфорнійського університету в Ріверсайді та Інституту Вейцмана в Ізраїлі, показало, що дикі томати на Галапагосах, зокрема види Solanum cheesmaniae та Solanum galapagense, почали виробляти токсичні сполуки, алкалоїди, що слугують захистом від шкідників. В цілому багато рослин цим займаються, але цей випадок унікальний, пише 24 Канал з посиланням на SciTechDaily.

Як відомо, батьківщина помідорів – Центральна й Південна Америка. Одомашнили їх мешканці Мексики. На Галапагоських островах вони з'явилися, як припускають, завдяки птахам. Проаналізувавши 56 зразків помідорів, узятих з островів, команда виділила різні алкалоїди. На східних островах, які є старішими та біологічно різноманітнішими, рослини містять алкалоїди у формі, порівнянній з тими, що містяться в помідорах з решти світу, але на заході, де острови більш пустельні й бідні на рослинність, було виявлено набагато більш древню форму цих хімічних речовин.

Ця старіша версія алкалоїду збігається з тією, що міститься в баклажанах, родичах помідорів, і вироблялася мільйони років тому. Можна було би припустити, що вчені просто знайшли рослини, чиї предки ростуть там ще з тих часів, але ось проблема: західні Галапагоські острови "народилися" менш ніж пів мільйона років тому. Це означає, що вони були занесені туди в сучасному вигляді, а потім повернулися в своїй еволюції назад.

Дослідники виявили, що зміна лише кількох амінокислот у певному ферменті може переключити виробництво алкалоїдів із сучасного на давній тип. Це підтвердили лабораторні експерименти, де гени, що кодують ці ферменти, ввели в тютюнові рослини, і ті почали синтезувати стародавні сполуки. Вчені припускають, що суворе середовище західних островів, які мають бідніший ґрунт, могло стати причиною такого еволюційного "відкату". Давніші молекули, ймовірно, забезпечують кращий захист у цих умовах.

Це явище, відоме як генетичний атавізм, коли мутації повертають організм до вираження давніх рис, не є унікальним, але рідко трапляється у таких масштабах. У випадку з томатами на Галапагосах кілька генів повернулися до попереднього стану, що свідчить про сильний тиск природного відбору. Молекулярний біохімік Адам Йозвяк, один із авторів дослідження, зазначив, що зміна кількох амінокислот може кардинально змінити молекулу, відкриваючи можливості для створення нових ліків, покращення стійкості рослин до шкідників чи навіть зменшення токсичності продуктів.