Cum au apărut cartofii. Un studiu relevă că roşiile sunt un strămoş al lor
Cartofii sunt unul dintre alimentele de bază ale lumii, cultivaţi pentru prima dată cu mii de ani în urmă în regiunea Anzilor din America de Sud, înainte de a se răspândi la nivel global începând cu secolul al XVI-lea.
Însă, în ciuda importanţei lor pentru omenire, originile evolutive ale cartofilor au rămas un mister - până acum.
Un studiu publicat joi în revista ştiinţifică „Cell” relevă că încrucişarea naturală dintre tomate şi specii sălbatice de cartofi a dat naştere, acum 9 milioane de ani, cartofilor din zilele noastre, relatează AFP şi Reuters.
Originea cartofului, una dintre cele mai importante culturi agricole din lume, intrigă de mult timp oamenii de știință. Însă o echipă internațională de cercetători pare să fi descoperit secretul, analizând 450 de genomi de cartofi cultivați și 56 de specii de cartofi sălbatici. Analiza a relevat că linia genealogică a cartofului a apărut în urma încrucișării naturale dintre o plantă de roșie sălbatică și o specie asemănătoare cartofului din America de Sud, în urmă cu aproximativ 9 milioane de ani.
„Cartofii sălbatici sunt foarte greu de recoltat, ceea ce face ca aceste date să fie cea mai completă colecție de date genomice despre cartofii sălbatici analizată vreodată”, explică autorul principal al studiului, Zhiyang Zhang, de la Institutul de Genomică Agricolă din Shenzhen, China.
În urma cercetărilor, oamenii de știință au descoperit că patrimoniul genetic al cartofilor moderni provine de la aceste două specii ancestrale. Pe de o parte, 60% provine de la Etuberosum, un grup de trei specii originare din Chile, care seamănă cu plantele de cartof moderne, dar fără tubercul, partea comestibilă a cartofului. Pe de altă parte, 40% provine din tomate, o proporție echivalentă pentru toți cartofii, fie ei sălbatici sau cultivați.
Etuberosum și roșiile ar fi început să se diferențieze acum 14 milioane de ani. Această divergență s-ar fi încheiat acum nouă milioane de ani.
În cazul cartofului modern, gena legată de tubercul provine de la roșie, dar nu a putut funcționa decât cu o genă din Etuberosum, care codifică dezvoltarea subterană a plantei.
Atuurile cartofului modern
Un alt element cheie al cartofului modern este capacitatea sa de a se reproduce asexuat, adică fără a avea nevoie de semințe sau polenizare. Este o caracteristică ce le-a permis cartofilor să se dezvolte rapid în America de Sud și apoi să fie transportați de om în întreaga lume.
„Cartofii sunt cu adevărat unul dintre alimentele de bază cele mai remarcabile ale umanității, combinând o versatilitate extraordinară, valoare nutrițională și omniprezență culturală într-un mod pe care puține culturi îl pot egala”, spune Sanwen Huang, biolog specializat în analiză de genom și ameliorare de plante la Academia Chineză de Științe Agricole, și el autor principal al studiului.
„Oamenii consumă cartofi folosind practic toate metodele de preparare – coacere, prăjire, fierbere, gătire la abur și prăjire. În ciuda stereotipului că sunt carbohidrați, cartofii conțin vitamina C, potasiu, fibre și amidon rezistent și sunt în mod natural fără gluten, cu conținut redus de grăsimi și sățioși – o sursă de calorii bogată în nutrienți”, spune Huang.
Amidonul rezistent este un tip de carbohidrat care rezistă digestiei în intestinul subțire și fermentează în intestinul gros, hrănind bacteriile benefice din intestin.
Încrucișarea, posibilă datorită unui strămoș comun
Denumirea științifică a plantei moderne de cartof este Solanum tuberosum. Așadar, cei doi părinți ai acesteia, identificați în studiu, sunt plante care erau strămoșii unei specii asemănătoare cartofului, Etuberosum, care se găsește în Peru și care seamănă foarte mult cu planta de cartof, doar că nu are tubercul, și planta de tomate roșii. Aceste două plante aveau un strămoș comun, care exista acum aproximativ 14 milioane de ani și de aceea au putut să se încrucișeze în mod natural atunci când s-a produs un eveniment fortuit de hibridizare, la cinci milioane de ani după ce s-au separat de strămoșul comun.
„Acest eveniment a dus la o reorganizare a genelor, astfel încât noua linie genealogică a produs tuberculi, permițând acestor plante să se extindă în habitatele reci și uscate nou create în lanțul muntos al Anzilor”, a explicat botanista Sandra Knapp de la Muzeul de Istorie Naturală din Londra, coautoare a studiului.
Adaptarea
Acest eveniment de hibridizare a coincis cu ridicarea rapidă a Anzilor. Datorită tuberculilor, planta de cartof s-a putut adapta la mediul regional în schimbare și a prosperat în condițiile dure din munți.
„Tuberculii pot stoca nutrienți pentru adaptarea la frig și permit reproducerea asexuată pentru a face față provocării fertilității reduse în condiții de frig. Acestea au permis plantei să supraviețuiască și să se extindă rapid”, explică Huang.
Conform cercetătorilor, concluziile studiului pot contribui la îmbunătățirea cultivării cartofului pentru a face față provocărilor de mediu cu care se confruntă în prezent culturile din cauza unor factori precum schimbările climatice.
În prezent, există aproximativ 5.000 de soiuri de cartofi. Conform organizației de cercetare International Potato Center din Peru, cartoful este a treia cea mai importantă cultură alimentară din lume, după orez și grâu, pentru consumul uman. China este cel mai mare producător mondial de cartofi.
Roșii la suprafață și cartofi în pământ?
Studiul ar putea deschide, de asemenea, calea către crearea unei noi specii de cultură care ar putea produce roșii la suprafață și tuberculi de cartofi sub pământ, potrivit lui Zhiyang Zhang, cercetător postdoctoral la Academia Chineză de Științe Agricole.
Cartofii și roșiile fac parte din familia plantelor cu flori din genul Solanaceae, care include, printre altele, tutunul și ardeii. Studiul nu a investigat originile evolutive ale altor culturi cu rădăcini tuberculoase originare din America de Sud, cum ar fi cartoful dulce și yuca, care fac parte din familii diferite de plante cu flori.
Deși părțile comestibile ale plantelor de tomate și cartofi sunt destul de diferite, plantele în sine sunt foarte similare.
„Folosim părți diferite ale acestor două specii, fructele la tomate și tuberculii la cartofi”, a spus Knapp. „Dacă te uiți la flori sau frunze, acestea sunt foarte similare. Și dacă ai norocul să lași planta de cartof să producă fructe, acestea arată exact ca niște roșii verzi mici. Dar nu le mâncați. Nu sunt foarte gustoase”, avertizează botanista.
„Acest lucru indică clar că este vorba de o hibridizare veche, mai degrabă decât de diverse schimburi genetice ulterioare”, a declarat pentru AFP Sandra Knapp, botanist la Muzeul de Istorie Naturală din Marea Britanie.
