Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир - Элис Робертс

Даже несмотря на все накопленные человечеством знания об эволюции, все это еще кажется неразрешимой головоломкой. Тем не менее у загадки есть ответ, он должен быть, ведь мы знаем, что картофелю это удалось. Также нам известно, что небольшие изменения в определенных генах могут кардинально изменять роли ключевых участников биохимических процессов. Гены, имеющие такую важную, основополагающую функцию, часто называют мастер-регуляторными генами. Кодируемые ими белки – регуляторные факторы, действуют как молекулярные переключатели: они включают и выключают те или иные гены, или более тонко контролируют уровень их экспрессии. Поэтому существует вероятность того, что небольшое изменение в одном из генов, кодирующем один из таких важных молекулярных переключателей, приведет к значительным и множественным эффектам. Несмотря на то что на генетическом уровне процесс эволюции идет за счет небольших изменений, некоторые из них могут оказывать очень глубокое влияние на фенотип – строение и функции организма, и эволюция совершает неожиданный скачок.

Среди регуляторных факторов – молекулярных переключателей, контролирующих процесс образования клубней у картофеля, – есть как раз подходящий кандидат, а значит, и здесь крошечное изменение могло привести к выраженным изменениям в физиологии. Важной частью разгадки является и та изменчивость, что уже наблюдается в популяциях. Ведь вид – это не один организм или один геном. Он представляет собой сумму всех элементов, которые сами по себе разнообразны. По мере распространения культурного картофеля в южных широтах Южной Америки, где день летом длиннее, формирование клубней у некоторых растений происходило лучше, чем у других. Именно у этих растений появлялось преимущество при переезде в более умеренный климат. Естественный отбор отсеивал остальных.

Учитывая такую приспособленность к определенной широте, логично предположить, что у картофеля из Чили было больше шансов выжить в Европе, чем у экваториальных сортов с севера Анд. В 1929 году русские ботаники высказали именно такое мнение о родине выращиваемого в Старом Свете картофеля. Однако британские исследователи были уверены, что картофель попал в Европу из Анд. Исторические источники указывают на то, что это растение было завезено из Нового Света, когда испанцы еще только начинали колонизацию Чили, но прошло уже почти полвека с начала завоевания стран в северной части Анд: Колумбии, Эквадора, Боливии и Перу.

Многие ботаники были уверены, что лишь одна из этих гипотез соответствует реальности. Последние 60–70 лет преобладала теория о происхождении европейского картофеля из Северных Анд. В частности, ее подкреплял тот факт, что и у древних разновидностей картофеля с Канарских островов и из Индии были обнаружены андийские корни.

Затем в дело вмешались генетики и – как часто происходит – перевернули все с ног на голову. У картофеля с Канарских островов обнаружились и чилийские, и андийские предки. При этом у индийского картофеля четко прослеживалось чилийское происхождение.

Это открытие пробудило любопытство генетиков, и они решили изучить картофель, выращиваемый на Европейском континенте, проанализировав исторические образцы из гербариев с 1700 по 1910 год. Им удалось установить, что большая часть картофеля XVIII века с Европейского континента происходила от андийской разновидности растения. Вероятно, она быстро приспособилась к длинному световому дню в летний период. По-видимому, причиной этого стала адаптация, вызванная новой мутацией отдельного гена-регулятора, которая привела к множественным эффектам. Точнее, эта была не такая уж и новая мутация, ведь среди завезенного из Нового Света андийского картофеля уже могли быть сорта, привыкшие к длинному дню, ведь нам известно, что они время от времени встречаются среди растений этой разновидности. Поэтому возможно, что приспособиться к жизни в умеренных широтах оказалось не так уж и сложно, как предполагали ученые.

Но на этом история не закончилась. В образцах европейского картофеля, собранных после 1811 года, генетики нашли следы чилийского подвида этого растения. Ранее некоторые исследователи уже высказывали предположение о том, что сорта из Чили завозились в Европу с 1845 года, после того, как из-за массового заболевания растений андийский картофель, уже выращиваемый в Старом Свете, стал вымирать. Данная гипотеза всегда вызывала сомнения ученых, поскольку чилийский картофель не славится устойчивостью к болезням. Тем не менее, какова бы ни была причина появления чилийской группы сортов картофеля в Европе в XIX веке, она очень быстро приобрела большую популярность. Несмотря на то что первым в Восточном полушарии появился картофель родом из Анд, у его чилийского собрата, по всей вероятности, обнаружилось врожденное преимущество, возможно появившееся благодаря произрастанию в условиях долгого светового дня, и именно ДНК чилийского картофеля преобладает в культивируемых сегодня сортах.