كيف تطورت البطاطا لتصبح طماطم قبل 9 ملايين سنة؟
شكّل منشأ البطاطا، أحد أهم المحاصيل الزراعية في العالم، موضوعاً حيّر العلماء طويلاً.
ولكن يبدو أن فريقاً من الباحثين المتعددي الجنسية تمكّن من اكتشاف السرّ من خلال تحليل 450 جينوماً من البطاطا المزروعة و56 نوعاً من البطاطا البرية.
وأوضح المُعِدّ الرئيسي للدراسة تشيانغ تشانغ من معهد "أغريكالتشر جينوميكس إنستيتيوت" في شنتشن الصينية، أن "من الصعب جداً جمع عينات من البطاطا البرية، مما يجعل هذه البيانات أشمل مجموعة بيانات جينومية للبطاطا البرية جرى تحليلها على الإطلاق".
وتوصل العلماء بفضل أبحاثهم إلى أن التركيب الجيني للبطاطا الحديثة يأتي من نوعين قديمين.
فمن جهة، ثمة نسبة 60% منها متأتية من الإيتوبيروسوم، وهي مجموعة تضمّ ثلاثة أنواع من تشيلي تشبه نباتات البطاطا الحديثة ولكنها تفتقر إلى الدرنة، وهي الجزء الصالح للأكل من البطاطا.
ومن جهة أخرى، تُمثل الطماطم 40%، وهي النسبة التي تنطبق على كل أنواع البطاطا، سواء كانت برية أو مزروعة.
وقالت عالِمة النبات في متحف التاريخ الطبيعي البريطاني ساندرا ناب لوكالة "فرانس برس" إن هذه الخلاصة "تُظهر بوضوح إلى أنه تهجين قديم، وليس تبادلات جينية لاحقة متعددة".
أما الباحث المشارك في الدراسة والأستاذ في جامعة كولومبيا البريطانية لورِن ريسبيرغ، فأفاد وكالة "فرانس برس" بأن الدراسة أشارت إلى "تغيير جذري" في علم الأحياء التطوري.
وبينما كان يُعتقد سابقاً أن التحوّرات العشوائية هي المصدر الرئيسي لظهور أنواع جديدة، "نتفق الآن على أن أهمية دور التهجين قُلِّلَت".
ويُرجَّح أن الافتراق بين الإيتيوبيروسوم والطماطم بدأ قبل 14 مليون سنة وانتهى قبل تسعة ملايين سنة.
وفي حالة البطاطا الحديثة، يأتي الجين المرتبط بالدرنة من الطماطم، ولكن لا يمكن إلاّ أن يكون اقترن مع جين من نبات الإيتيوبيروسوم مسؤول عن نمو النبات تحت الأرض.
ومن العناصر الأساسية الأخرى للبطاطا الحديثة قدرتها على التكاثر اللاجنسي، من دون الحاجة إلى بذور أو تلقيح. وقد أتاحت هذه الخاصية لها النمو بسرعة في أميركا الجنوبية، ثم نقلها البشر إلى مختلف أنحاء العالم.
وقال الباحث المشارك في الدراسة والأستاذ في معهد "أغريكالتشر جينوميكس إنستيتيوت" في شنتشن سانوين هوانغ لوكالة "فرانس برس"، إن مختبره يعمل راهناً على بطاطا هجينة قادرة على التكاثر باستخدام البذور لتسريع زراعتها.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الديار
منذ 7 ساعات
- الديار
اكتشاف غير متوقع.. البطاطا من نسل الطماطم!
اشترك مجانا بقناة الديار على يوتيوب وجد العلماء أن التهجين الطبيعي بين الطماطم البرية ونباتات شبيهة بالبطاطا قبل ملايين السنين أدى إلى نشوء البطاطا الحديثة، فيما يعيد رسم فهمنا لأصل أحد أهم المحاصيل في العالم. وتوصلت الدراسة الحديثة إلى أن البطاطا كما نعرفها اليوم نشأت قبل نحو 9 ملايين عام نتيجة تزاوج طبيعي حدث في أمريكا الجنوبية، بين الطماطم البرية ونباتات تنتمي إلى مجموعة تعرف باسم Etuberosum، وهي تشبه البطاطا لكنها لا تُنتج درنات. وتشير النتائج إلى أن هذا الحدث التطوري كان مفصليا، إذ أدى إلى دمج خصائص من النوعين، ما ساعد في نشوء نبات قادر على إنتاج درنات غنية بالعناصر الغذائية – وهي السمة التي جعلت البطاطا واحدة من أهم المحاصيل الغذائية عالميا. ويقول لورين ريسبيرغ، أستاذ علم الأحياء بجامعة كولومبيا البريطانية والمشارك في إعداد الدراسة: "هذه النتائج تمثل تحولا جذريا في علم الأحياء التطوري، حيث بدأنا ندرك بشكل متزايد أن التهجين القديم كان له دور إبداعي في تشكيل الأنواع الجديدة، ربما أكثر مما كنا نعتقد سابقا". ولحل لغز أصل البطاطا، حلل فريق دولي من العلماء 450 جينوما لأنواع مزروعة من البطاطا، و56 نوعا بريا، وهي أكبر قاعدة بيانات جينية أُعدّت للبطاطا البرية حتى الآن. وكشف التحليل أن البطاطا الحديثة تحمل إرثا جينيا يتوزع بنحو 60% من Etuberosum و40% من الطماطم. وتقول ساندرا ناب، عالمة النبات في متحف التاريخ الطبيعي البريطاني والمشاركة في الدراسة: "لحظة الدهشة الحقيقية كانت عندما وجدنا أن جميع أنواع البطاطا، سواء المزروعة أو البرية، تتشارك هذه النسبة المتوازنة من الجينات. هذا يؤكد أننا أمام حالة تهجين قديمة وواضحة جدا". وأظهرت الدراسة أن الجين المسؤول عن إشارة تكوين الدرنات، SP6A، جاء من الطماطم، بينما الجين IT1، المسؤول عن نمو السيقان الجوفية، أتى من Etuberosum. ولم تُثمر هذه الخصائص إلا عندما اجتمع الجينان معا، ما يعني أن التهجين كان ضروريا لظهور البطاطا بالشكل الذي نعرفه. ويُعتقد أن هذا الحدث التطوري تزامن مع الارتفاع الكبير في سلسلة جبال الأنديز قبل نحو 9 ملايين سنة، ما وفّر بيئة مثالية لنمو نباتات تُنتج درنات تخزن الغذاء تحت الأرض. وتتميّز البطاطا بقدرتها على التكاثر اللاجنسي عبر الدرنات، دون الحاجة إلى بذور أو تلقيح، وهي سمة ساعدتها على الانتشار السريع في البيئة البرية، ولاحقا في الزراعة البشرية حول العالم. ويعمل فريق البحث حاليا على تطوير سلالات هجينة جديدة من البطاطا يمكن تكاثرها عن طريق البذور، ما يسرّع عمليات الزراعة ويعزز من فرص تحسين المحصول.
النهار
منذ 2 أيام
- النهار
كيف تطورت البطاطا لتصبح طماطم قبل 9 ملايين سنة؟
أدى التهجين بين الطماطم وأنواع من البطاطا إلى ظهور البطاطا الحديثة، على ما بيّنت دراسة جديدة نُشرت الخميس، في مجلة "سِل" العلمية. شكّل منشأ البطاطا، أحد أهم المحاصيل الزراعية في العالم، موضوعاً حيّر العلماء طويلاً. ولكن يبدو أن فريقاً من الباحثين المتعددي الجنسية تمكّن من اكتشاف السرّ من خلال تحليل 450 جينوماً من البطاطا المزروعة و56 نوعاً من البطاطا البرية. وأوضح المُعِدّ الرئيسي للدراسة تشيانغ تشانغ من معهد "أغريكالتشر جينوميكس إنستيتيوت" في شنتشن الصينية، أن "من الصعب جداً جمع عينات من البطاطا البرية، مما يجعل هذه البيانات أشمل مجموعة بيانات جينومية للبطاطا البرية جرى تحليلها على الإطلاق". وتوصل العلماء بفضل أبحاثهم إلى أن التركيب الجيني للبطاطا الحديثة يأتي من نوعين قديمين. فمن جهة، ثمة نسبة 60% منها متأتية من الإيتوبيروسوم، وهي مجموعة تضمّ ثلاثة أنواع من تشيلي تشبه نباتات البطاطا الحديثة ولكنها تفتقر إلى الدرنة، وهي الجزء الصالح للأكل من البطاطا. ومن جهة أخرى، تُمثل الطماطم 40%، وهي النسبة التي تنطبق على كل أنواع البطاطا، سواء كانت برية أو مزروعة. وقالت عالِمة النبات في متحف التاريخ الطبيعي البريطاني ساندرا ناب لوكالة "فرانس برس" إن هذه الخلاصة "تُظهر بوضوح إلى أنه تهجين قديم، وليس تبادلات جينية لاحقة متعددة". أما الباحث المشارك في الدراسة والأستاذ في جامعة كولومبيا البريطانية لورِن ريسبيرغ، فأفاد وكالة "فرانس برس" بأن الدراسة أشارت إلى "تغيير جذري" في علم الأحياء التطوري. وبينما كان يُعتقد سابقاً أن التحوّرات العشوائية هي المصدر الرئيسي لظهور أنواع جديدة، "نتفق الآن على أن أهمية دور التهجين قُلِّلَت". ويُرجَّح أن الافتراق بين الإيتيوبيروسوم والطماطم بدأ قبل 14 مليون سنة وانتهى قبل تسعة ملايين سنة. وفي حالة البطاطا الحديثة، يأتي الجين المرتبط بالدرنة من الطماطم، ولكن لا يمكن إلاّ أن يكون اقترن مع جين من نبات الإيتيوبيروسوم مسؤول عن نمو النبات تحت الأرض. ومن العناصر الأساسية الأخرى للبطاطا الحديثة قدرتها على التكاثر اللاجنسي، من دون الحاجة إلى بذور أو تلقيح. وقد أتاحت هذه الخاصية لها النمو بسرعة في أميركا الجنوبية، ثم نقلها البشر إلى مختلف أنحاء العالم. وقال الباحث المشارك في الدراسة والأستاذ في معهد "أغريكالتشر جينوميكس إنستيتيوت" في شنتشن سانوين هوانغ لوكالة "فرانس برس"، إن مختبره يعمل راهناً على بطاطا هجينة قادرة على التكاثر باستخدام البذور لتسريع زراعتها.
التحري
منذ 2 أيام
- التحري
البطاطس أصلها من الطماطم.. اليكم احدث ما توصلت اليه الدراسات
تعد البطاطس من الأغذية الأساسية في العالم، وزُرعت لأول مرة منذ آلاف السنين في منطقة الأنديز بأميركا الجنوبية قبل أن تنتشر في أنحاء العالم منذ القرن السادس عشر، لكن على الرغم من أهميتها للبشرية، ظلت أصول تطورها محيرة حتى الآن. وكشف تحليل جديد شمل 450 شريطاً وراثياً من البطاطس المزروعة و56 شريطاً وراثياً من أنواع البطاطس البرية أن سلالة البطاطس نشأت من خلال التهجين الطبيعي بين نبات الطماطم البري ونوع شبيه بالبطاطس بأميركا الجنوبية منذ حوالي 9 ملايين سنة. كما يقول الباحثون إن هذا التهجين أدى إلى ظهور درنة نبات البطاطس الوليد، وحددوا أيضا عاملين وراثيين مهمين مشاركين في تكوين الدرنات. وفي حين أن الجزء الصالح للأكل في نبات الطماطم هو الثمرة، فإن الجزء الصالح للأكل في نبات البطاطس هو الدرنة. والاسم العلمي لنبات البطاطس في العصر الحديث هو سولانوم تيوبروسوم. والنوعان اللذان أنتجا هذا النوع والمذكوران في الدراسة هما سلفان لنوع شبيه بالبطاطس موجود حالياً في بيرو، ويُدعى «إتيوبروسوم». ويشبه هذا النوع نبات البطاطس إلى حد كبير لكنه يفتقر إلى الدرنة، كما يشبه نبات الطماطم. كما يتقاسم هذان النباتان سلفا مشتركا عاش قبل حوالي 14 مليون سنة، وتمكنا من التزاوج بصورة طبيعية عندما وقع التهجين بالصدفة بعد خمسة ملايين سنة من تباعدهما عن بعضهما. خلط للعوامل الوراثية وقالت عالمة النبات ساندرا ناب من متحف التاريخ الطبيعي في لندن 'أدى هذا الحدث إلى إعادة خلط العوامل الوراثية وأنتجت السلالة الجديدة درنات، مما سمح لهذه النباتات بالتوسع في البيئات الباردة والجافة التي نشأت حديثا في سلسلة جبال الأنديز'. فيما أوضح تشيانغ تشانغ، الباحث في الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية، إن الدراسة قد تفتح الباب أيضا أمام إنتاج أنواع جديدةمن المحاصيل التي يمكن أن تثمر الطماطم فوق الأرض ودرنات البطاطس تحت الأرض. وذكر الباحثون أن نتائج الدراسة قد تساعد في توجيهات تحسين رعاية البطاطس المزروعة لمكافحة التحديات البيئية التي تواجهها المحاصيل حاليا بسبب عوامل منها تغير المناخ.
