بواسطة ويل دنهام
واشنطن (رويترز) -تعتبر البطاطس واحدة من المواد الغذائية الغذائية في العالم ، والتي كانت تزرها لأول مرة منذ آلاف السنين في منطقة جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية قبل أن تنتشر عالميًا من القرن السادس عشر. ولكن على الرغم من أهميتها للبشرية ، ظلت الأصول التطورية للبطاطا محيرة – حتى الآن.
كشف تحليل جديد لـ 450 جينومًا من البطاطا المزروعة و 56 جينومًا من أنواع البطاطس البرية أن نسب البطاطس نشأت من خلال التزاوج الطبيعي بين نبات الطماطم البري وأنواع تشبه البطاطس في أمريكا الجنوبية منذ حوالي 9 ملايين عام.
أدى هذا الحدث التهجين إلى ظهور درنة نبات البطاطا الناشئة ، وهو عبارة عن هيكل موسع للمغذيات الإسكان تحت الأرض ، وفقًا للباحثين ، الذين حددوا أيضًا جينين حاسبين متورطين في تشكيل درنة. بينما في نبات الطماطم ، فإن الجزء الصالح للأكل هو الفاكهة ، في نبات البطاطس هو درنة.
وقال سانوين هوانغ ، عالم الأحياء الجينوم ومربي النبات في الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية وكبير الدراسة التي نشرت يوم الجمعة في الخلية المجلة: “تعد البطاطس حقًا واحدة من أبرز المواد الغذائية التي تبرز في الإنسانية ، حيث تجمع بين التنوع غير العادي والقيمة الغذائية والمكانة الثقافية بطرق يمكن أن تتطابق مع عدد قليل من المحاصيل”.
“يأكل الناس البطاطس باستخدام كل طريقة طهي تقريبًا-الخبز ، التحميص ، الغليان ، التبخير والقلي. على الرغم من كونهم نمطية ككربوهيدرات ، فإن البطاطس توفر فيتامين C والبوتاسيوم والألياف والنشا المقاوم ، وهي خالية من الغلوتين ، منخفضة الدهون والاستحمام-مصدر عقب غذائي”.
النشا المقاوم هو نوع من الكربوهيدرات يقاوم الهضم في الأمعاء الدقيقة والتخمير في الأمعاء الغليظة ، ويطعم البكتيريا المفيدة في الأمعاء.
الاسم العلمي لمحطة البطاطا الحديثة هو Solanum tuberosum. كان والداها المحددين في الدراسة من النباتات التي كانت أسلافًا لأنواع تشبه البطاطا الموجودة الآن في بيرو المسماة etuberosum ، والتي تشبه عن كثب نبات البطاطا ولكنها تفتقر إلى درنة ، ونبات الطماطم.
شارك هذان المصنعان نفسهان سلفًا مشتركًا عاش منذ حوالي 14 مليون عام ، وتمكنا من التداخل بشكل طبيعي عندما حدث حدث التهجين المحظوظ بعد خمسة ملايين عام من تباعدهما عن بعضهم البعض.
وقالت عالم النبات ساندرا ناب من متحف التاريخ الطبيعي في لندن ، وهو مؤلف مشارك للدراسة: “أدى هذا الحدث إلى إعادة تشكيل الجينات بحيث أنتجت النسب الجديدة الدرنات ، مما يسمح لهذه النباتات بالتوسع في الموائل الباردة والجافة التي تم إنشاؤها حديثًا في سلسلة جبال الأنديز الصاعدة”.
تزامن هذا الحدث التهجين مع الارتفاع السريع من جبال الأنديز. مع درنة ، كان مصنع البطاطس قادرًا على التكيف مع البيئة الإقليمية المتغيرة والازدهار في الظروف القاسية للجبال.
وقال هوانغ: “يمكن للدرنات تخزين العناصر الغذائية للتكيف البارد ، وتمكين التكاثر اللاجنسي لمواجهة تحدي الخصوبة المنخفضة في الظروف الباردة. هذه سمحت للمصنع بالبقاء على قيد الحياة وتوسع بسرعة”.
نتائج الدراسة ، وفقا للباحثين ، قد تساعد في توجيه تحسين تربية البطاطا المزروعة لمعالجة التحديات البيئية التي تواجه المحاصيل حاليًا بسبب عوامل مثل تغير المناخ.
يوجد حاليًا ما يقرب من 5000 نوع من البطاطس. تعد البطاطس ثالث أهم محصول غذائي في العالم ، بعد الأرز والقمح ، للاستهلاك البشري ، وفقًا لمنظمة أبحاث مركز البطاطا الدولية التي تتخذ من بيرو مقراً لها. الصين هي منتج البطاطس الرائد في العالم.
وقال هوانغ: “من الصعب دائمًا إزالة جميع الطفرات الضارة في جينومات البطاطس في التكاثر ، وتفتح هذه الدراسة بابًا جديدًا لجعل البطاطس خالية من الطفرات الضارة باستخدام الطماطم كهيكل من البيولوجيا الاصطناعية”.
قد تفتح الدراسة أيضًا الباب لتوليد أنواع جديدة من المحاصيل التي يمكن أن تنتج فاكهة الطماطم فوق الأرض ودرنات البطاطا الموجودة أسفل الأرض ، وفقًا لما قاله تشايانغ تشانغ ، باحث ما بعد الدكتوراه في الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية.
البطاطا والطماطم هي أفراد من عائلة Nightshade من النباتات المزهرة التي تشمل أيضًا التبغ والفلفل ، من بين آخرين. لم تحقق الدراسة الأصول التطورية لمحاصيل الجذر الدرنية الأخرى التي نشأت في أمريكا الجنوبية مثل البطاطا الحلوة ويوكا ، وهي أفراد من عائلات مختلفة من النباتات المزهرة.
في حين أن أجزاء من نباتات الطماطم والبطاطا التي يتناولها الناس مختلفة تمامًا ، فإن النباتات نفسها متشابهة للغاية.
وقال ناب: “نستخدم أجزاء مختلفة من هذين النوعين ، والفواكه في الطماطم والدرنات في البطاطس”. “إذا نظرت إلى الزهور أو الأوراق ، فهذه متشابهة جدًا. وإذا كنت محظوظًا بما يكفي للسماح لمصنع البطاطس الخاص بك ينتج ثمارًا ، فإنها تبدو مثل الطماطم الخضراء الصغيرة. لكن لا تأكلها. فهي ليست لطيفة للغاية.”
(شارك في تقارير ويل دونهام ، تحرير روزالبا أوبراين)