Сенсационное открытие ученых: помидоры сделали "сальто назад"
Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде и израильского Института Вейцмана ответили на резонансный в научной среде вопрос: можно ли повернуть эволюцию вспять?
В своем недавнем исследовании команда биохимиков сосредоточилась на изучении изменений молекулярного состава дикорастущих томатов на черных скалах Галапагосских островов. Эти плоды семейства Пасленовых предоставили исследователям яркий пример того, как вид адаптируется, отменяя генетические изменения, произошедшие за несколько миллионов лет. О работе американских и израильских исследователей рассказывает научно-популярный журнал Science Alert.
"Это совсем не то, что мы обычно ожидаем увидеть. Но это происходит в режиме реального времени на острове вулканического происхождения", — констатировал молекулярный биохимик Адам Юзвяк из Калифорнийского университета в Риверсайде.
Команда ученых проанализировала 56 образцов томатов, которые произрастают на Галапагосских островах, среди которых были такие виды как Solanum cheesmaniae и Solanum galapagense. Ученых интересовала в исследуемых растениях выработка алкалоида — токсичного вещества, которое помогает растениям отпугивать хищников.
Ученые были поражены, когда обнаружили в разных частях островов различные формы алкалоидов у томатов одного и того же вида.
В частности, у томатов с восточной стороны Галапагосских островов были обнаружены алкалоиды, похожие на те, что содержатся в Пасленовых во всем мире. Однако, у таких же томатов, но с западной части островов, была найдена более древняя форма этих веществ. При этом, данный вид алкалоидов совпал с тем, что был найден в баклажанах – родственниках томатов. Но самое интересное — этот вид баклажанов рос на Земле и миллионы лет назад.
В ходе дальнейших лабораторных испытаний и моделирования исследователи идентифицировали конкретный фермент, ответственный за выработку обнаруженного алкалоида, и подтвердили его древнее происхождение. Было установлено, что изменения всего нескольких аминокислот оказалось достаточно, чтобы запустить выработку древних алкалоидов.
По словам ученых, существуют и другие отдельные примеры эволюционных "сальто назад", известные в науке как генетические атавизмы — когда мутация заставляет вид вернуться к проявлению предкового признака. Известный пример генетического атавизма — эксперименты на курах, генетически модифицированных для возрождения их древней программы роста зубов.
Разница в случае с помидорами заключается в том, что критическое изменение распространилось на целую популяцию. А у некоторых растений реверсия произошла сразу в нескольких генах, что указывает на сильное давление отбора.
Этот сдвиг становится еще интереснее, поскольку западные части Галапагосских островов моложе — им менее полумиллиона лет — и более бесплодны, отмечают исследователи.
"Если изменить всего несколько аминокислот, можно получить совершенно другую молекулу, — говорит Адам Юзвяк. — Эти знания могут нам помочь разрабатывать новые лекарства, повышать устойчивость к вредителям или даже производить менее токсичные продукты".
"Но сначала нам нужно понять, как это происходит в природе. Наше исследование — один шаг к этому", — добавил он.
