Entender como se orixinou a pataca, un dos cultivos máis importantes do mundo, foi un misterio durante moito tempo. Agora, unha nova investigación internacional revelou que este tubérculo xurdiu a partir dun antepasado do tomate.
Especificamente, o estudo publicado na revista Cell propón que a planta da pataca (Solanum tuberosum) apareceu por hibridación natural entre os devanceiros das liñaxes Tomato e Etuberosum, plantas silvestres de Chile que non producen tubérculos.
Para comprender este evento evolutivo complexo que ocorreu fai 9 millóns de anos en América do Sur, o equipo analizou 450 xenomas de patacas cultivadas e 56 de especies de patacas silvestres.
“As patacas silvestres son moi difíciles de mostrar, polo que este conxunto de datos representa a colección máis completa de datos xenómicos de pataca silvestre xamais analizada”, di Zhiyang Zhang do Instituto de Xenómica Agrícola de Shenzhen, Academia Chinesa de Ciencias Agrícolas e primeiro autor do artigo “Por fin resolvemos o misterio da orixe das patacas”.
Desta maneira, compararon os seus datos cos de Etuberosum e os tomates. O resultado foi que cada especie de pataca presenta unha mestura de material xenético estable e equilibrada pertencente a ambas as liñaxes.
Ademais, o traballo destaca que, aínda que as patacas son máis similares visualmente as primeiras (polo tipo de flor e folla), a súa árbore filoxenético —unha representación gráfica que mostra as relacións evolutivas entre diferentes especies— está máis estreitamente relacionada cos tomates.
Diverxer e unirse de novo
Os tomates, as patacas e o Etuberosum son parentes próximos entre si e forman un grupo monofilético. É dicir, son un grupo de organismos que comparten un antepasado común.
“O devanceiro común das seccións Etuberosum e Tomato, existiu probablemente fai uns 14 millóns de anos, pertencía á familia Solanaceae e presentaba as características morfolóxicas típicas desta familia”, explica a SINC Jianquan Liu, investigador en ecoloxía e recursos biolóxicos na Universidade de Sichuan (China) e coautor do artigo.
Este devanceiro deu lugar a dúas liñaxes distintas do Etuberosum e do tomate. Con todo, tras diverxer durante uns cinco millóns de anos, ambos lograron cruzarse e orixinaron as primeiras plantas de pataca con tubérculos, fai aproximadamente 9 millóns de anos.
A especie híbrida resultante evolucionou ata as 107 especies silvestres actuais da sección Petota, o grupo do xénero Solanum que inclúe á pataca e os seus parentes silvestres. E fai aproximadamente 10 000 anos, os humanos domesticaron una desas especies silvestres ata orixinar a pataca moderna.
A mezcla de xenes
A formación do tubérculo en Petota débese a unha combinación precisa de xenes. Por unha banda, xenes como SP6A actúan como un interruptor para iniciar a tuberización e proveñen da liñaxe do tomate (Tomato).
Mentres que, xenes como IT1 regulan o crecemento dos talos subterráneos necesarios para o desenvolvemento do tubérculo e teñen a súa orixe en Etuberosum. A interacción funcional entre estes e outros xenes permitiu a aparición do tubérculo, tanto na especie ancestral híbrida como nas especies actuais de Petota.
En cambio, nas especies parentais, é dicir, nas súas liñaxes actuais, Etuberosum e Tomato, estes xenes non interactúan entre si e por tanto, non se forma o tubérculo.
Vantaxes evolutivas
A hibridación interespecífica que deu orixe á formación dos tubérculos púidose producir como consecuencia de cambios climáticos ou xeolóxicos que levaron á coexistencia de ambas as especies ancestrais nunha mesma rexión.
A aparición do tubérculo nas primeiras patacas permitiulles almacenar nutrientes baixo terra, o que favoreceu a súa adaptación aos cambios bruscos do clima e a súa supervivencia en contornas hostís.
“Isto permitiu que as plantas puidesen persistir vexetativamente ao longo das estacións, e exponse a hipótese de que así lograron expandirse cara a novos ambientes, como os que se abriron co xurdimento da cordilleira dos Andes”, explica Sandra Knapp, investigadora botánica do Museo de Historia Natural de Reino Unido e autora do estudo.
Ademais, a súa reprodución non necesita nin sementes nin polinización xa que brotan directamente das xemas do tubérculo e isto puido facilitar este proceso de expansión.
“Este estudo abre novas vías para a mellora xenética de cultivos. No futuro, planéase hibridar diferentes especies para xerar novos trazos e eliminar as mutacións prexudiciais que se acumularon nas patacas tras séculos de cultivo”, conclúe Liu.
Referencia: Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage (Publicado en Cell)
