Обратная эволюция

Исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Риверсайде и Института Вейцмана в Израиле, показало, что дикие томаты на Галапагосах, в частности виды Solanum cheesmaniae и Solanum galapagense, начали производить токсичные соединения, алкалоиды, служащие защитой от вредителей. В целом многие растения этим занимаются, но этот случай уникальный, пишет 24 Канал со ссылкой на SciTechDaily.

Смотрите также Ученые нашли тысячелетние семена и вырастили из них вымерший вид дерева, упомянутый в Библии

Как известно, родина помидоров – Центральная и Южная Америка. Одомашнили их жители Мексики. На Галапагосских островах они появились, как предполагают, благодаря птицам. Проанализировав 56 образцов помидоров, взятых с островов, команда выделила различные алкалоиды. На восточных островах, которые являются более старыми и биологически разнообразными, растения содержат алкалоиды в форме, сравнимой с теми, содержащихся в помидорах из остального мира, но на западе, где острова более пустынные и бедные на растительность, было обнаружено гораздо более древнюю форму этих химических веществ.

Эта более старая версия алкалоида совпадает с той, содержащейся в баклажанах, родственниках помидоров, и производилась миллионы лет назад. Можно было бы предположить, что ученые просто нашли растения, чьи предки растут там еще с тех времен, но вот проблема: западные Галапагосские острова "родились" менее чем полмиллиона лет назад. Это значит, что они были занесены туда в современном виде, а потом вернулись в своей эволюции назад.

Исследователи обнаружили, что изменение лишь нескольких аминокислот в определенном ферменте может переключить производство алкалоидов с современного на древний тип. Это подтвердили лабораторные эксперименты, где гены, кодирующие эти ферменты, ввели в табачные растения, и те начали синтезировать древние соединения. Ученые предполагают, что суровая среда западных островов, которые имеют более бедную почву, могла стать причиной такого эволюционного "отката". Более древние молекулы, вероятно, обеспечивают лучшую защиту в этих условиях.

Это явление, известно как генетический атавизм, когда мутации возвращают организм к выражению древних черт, не является уникальным, но редко случается в таких масштабах. В случае с томатами на Галапагосах несколько генов вернулись к предыдущему состоянию, что свидетельствует о сильном давлении естественного отбора. Молекулярный биохимик Адам Йозвяк, один из авторов исследования, отметил, что изменение нескольких аминокислот может кардинально изменить молекулу, открывая возможности для создания новых лекарств, улучшения устойчивости растений к вредителям или даже уменьшения токсичности продуктов.