A estranha, mas a história de origem da humilde batata: NPR

A batata: amasre, asse, frite … não importa como você a fatie, a batata é a própria manifestação de tudo o que é comum.

E, no entanto, a batata domesticada e todos os seus parentes selvagens há muito tempo abrigam um mistério genético. “Não sabíamos de onde veio toda a linhagem de batata”, diz Sandy Knappum botânico no Museu de História Natural em Londres.

Os cientistas sabem que as batatas estão mais intimamente relacionadas a dois grupos de plantas – os tomates e um aglomerado de três espécies chamadas etuberosum. “Eles são muito fofos”, diz Knapp. “Eles têm flores roxas. Eles são realmente adoráveis.”

Mas aqui estava o enigma: certos genes sugeriram que as batatas estavam mais intimamente relacionadas aos tomates, enquanto outros genes deram a impressão de que as batatas e a etuberosum tinham o relacionamento mais próximo. Qual foi? A incerteza aumentou nossa capacidade de desenhar uma árvore genealógica para esses vegetais ricos e todos os seus parentes.

“Isso significa que há algo engraçado”, diz Knapp. “Quando algo não cai certo, é aí que está a emocionante biologia”.

Em um artigo no diário CélulaKnapp e seus colegas sugerem que o motivo da confusão foi devido a um antigo evento entre os ancestrais dos ancestrais e a etuberosum que deu origem à linhagem da batata. E ocorreu no momento certo para as batatas assumirem vastas faixas de novo habitat de alta elevação nos Andes.

Os pesquisadores esperam que os resultados apontem para a criação de um tater maior – uma batata que possa ser criada com sementes para ter características favoráveis que possam ajudá -los a suportar certos desafios que variam de doenças às mudanças climáticas.

Uma união sortuda

Knapp vasculha sua cozinha, eventualmente segurando uma pequena batata perfeitamente respeitável. “Esses são realmente bons fervidos”, diz ela.

“Então, todas as batatas que comemos”, continua ela, “aquelas que são vermelhas, aquelas que são pouco assim, as grandes, as que fazemos em batatas fritas, todas essas são uma espécie que domesticamos que passou em todo o mundo”.

Essas espécies se originaram nas Américas, onde hoje existem 107 espécies selvagens. E as estruturas especiais que todas essas plantas de batata produzem – a parte da planta que compramos, assamos e manteiga a manteiga – são tubérculos subterrâneos.

Esses indivíduos estão colhendo batatas nos Andes – um local onde a batata e seus descendentes prosperaram.

Museu de História Natural, Londres

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Museu de História Natural, Londres

“Eles são uma maneira de uma planta armazenar amido”, diz Knapp, “e, de certa forma, persistir através de estações que não são boas para crescer”.

O desconcertante é que nem os tomates nem a etuberosum – os parentes mais próximos da batata – têm tubérculos.

Então Knapp e seus colegas foram buscando respostas. Primeiro, eles sequenciaram os genomas de, entre outras coisas, um punhado de plantas de Etuberosum, alguns tomates e numerosas batatas selvagens e domesticadas. Os pesquisadores dizem que é a análise mais exaustiva dos genomas de batata já realizada.

Surpreendentemente, eles descobriram que as batatas têm uma mistura equilibrada de genes de tomates e etuberosum. Isso sugeriu que há muito tempo, os ancestrais desses dois grupos hibridaram. Ou seja, eles se cruzaram para criar um novo tipo de planta, que poderia fazer algo que nenhum dos pais era capaz de cultivar tubérculos.

“Isso é muito importante”, diz Yiyuan DingUm Ph.D. Estudante da Universidade Agrícola de Huazhong e principal autor do artigo, porque foi assim que uma nova linhagem vegetal surgiu e como nasceu o ancestral das batatas modernas.

“É um evento casual”, diz Knapp. “É isso sobre a evolução … às vezes as coisas funcionam, e às vezes não. E temos muita sorte nesse caso que essa funcionou … porque, caso contrário, não teríamos batatas”.

Conquista das Américas por Tuber

Em outro experimento, quando os pesquisadores pegaram plantas de batata e nocautearam um gene -chave que veio do tomate, ou outro gene -chave que veio de Etuberosum, a batata lutou para fazer seus tubérculos característicos.

Isso significava que “nem os tomates nem a etuberosum têm tubérculos, mas os dois conjuntos de genes que fazem os tubérculos vieram de cada um desses dois pais”, diz Knapp. A tuberização, ao que parece, é uma característica complexa controlada por vários genes que a batata herdou.

Os cientistas dizem que o evento de entretedas ocorreu há cerca de 9 milhões de anos, o que foi um excelente momento para a batata. Foi quando os Andes estavam se formando e muito habitat frio e seco de alta elevação estava aparecendo.

Os tomates teriam dificuldade em sobreviver nas montanhas porque preferem condições quentes e secas. O mesmo para a Etuberosum, que floresce em áreas frias e úmidas.

Mas se a nova linhagem de batata fosse algo como as batatas de hoje, que ficam felizes em crescer em condições frias e secas, essas plantas teriam sido adequadas para a vida montanhosa.

“As batatas combinaram o melhor dos mundos e especiaram explosivamente nos Andes”, diz Knapp. “Se houver uma planta que possa invadir e tirar vantagem, então ela vai”.

A exploração bem -sucedida da batata do habitat alpino provavelmente foi possível por seus tubérculos, o que poderia armazenar energia e persistir nas montanhas recém -fabricadas, aguentando seu tempo até que as condições se tornem mais favoráveis.

O “tubérculo é uma boa arma” contra as duras condições de alta elevação, diz Zhiyang Zhang, uma genética vegetal Ph.D. Aluno da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas e pesquisador principal do estudo. “E quando o meio ambiente melhorar, você pode (se reproduzir) rapidamente.”

Então, apenas seis, sete mil anos atrás, as pessoas perto de Lake Titicaca na atual América do Sul domesticaram uma única espécie. Isso deu origem a todas as variedades de batatas que consumimos hoje, transformando o tubérculo acidental em outra coisa – “um presente para humanos”, diz Zhang.

Tornando a batata extraordinária

Os resultados também podem ter uma aplicação prática. As batatas não são atualmente plantadas com sementes. Em vez disso, os agricultores usam pequenos pedaços de batata no solo para criar novas plantas de batata. “Mas isso significa que é geneticamente idêntico a todas as outras batatas”, diz Knapp, “o que o torna muito vulnerável a doenças” e outras ameaças.

Mas este estudo pode abrir o caminho para uma abordagem diferente.

“Podemos usar o tomate ou a etuberosum para talvez fazer alguma engenharia genética para melhorar a batata”, diz Knapp. Uma dessas melhorias permitiria à planta produzir sementes confiáveis que os agricultores poderiam usar para criar batatas resistentes a pragas, um clima em mudança e outros desafios ambientais.

Simplificando, “o tomate pode ser o futuro da (a) batata”, diz Zhang.

“A origem das batatas (é) incrível”, diz Iris Peralta, uma agronomista da Universidade Nacional de Cuyo, na Argentina, que não estava envolvida na pesquisa. “Você teve duas coisas e algo completamente diferente surgiu.”

Peralta tem o prazer de ver as ferramentas genômicas modernas aplicadas para resolver esse mistério em torno da história de origem da batata. E ela acredita que esse tipo de evento de hibridação provavelmente também criou outras linhagens de plantas. “É um padrão que podemos assumir que esse é um mecanismo importante para gerar variabilidade”, diz ela.

Os autores do artigo concordam. “Através da hibridação, você pode gerar muitas (novas) combinações em pouco tempo”, diz Zhang. “E você pode gerar mais espécies para se adaptar (a) ambientes mutáveis”.

Knapp acrescenta: “A hibridação é uma força real na evolução que permite a liberação da variação, o que permite que a diversificação e a evolução aconteçam”.

Obviamente, nem todos os eventos de entreteração produziram resultados tão bem -sucedidos quanto a batata. Tais eventos geralmente levam a um fracasso.

Mas às vezes, apenas às vezes, eles levam a uma batata.