Botanik
Patatesin Genetik Evrimi, 9 Milyon Yıllık Domates Bağlantısı
Yaklaşık 9 milyon yıl önce, Güney Amerika’da yabani domates bitkileri ile patatese benzeyen Etuberosum türü bitkiler arasında doğal bir melezleşme gerçekleşti. Bu melezleşme, günümüz patateslerinin atası olan bitkinin ortaya çıkmasına neden oldu. Çalışma, 31 Temmuz’da Cell dergisinde yayımlandı.
Domatesten Patatese Evrim
Bu evrimsel olay, bitkilerin yer altında besin depolamasına olanak sağlayan yumru yapısının oluşumunu tetikledi. Patates, yer altında yumru oluşturarak besin depolayabilen ve bu sayede zorlu çevre koşullarına karşı dayanıklı olan bir tür haline geldi.
Çalışmanın yazarlarından Çin Tarım Bilimleri Akademisi'nden tarımsal genetik uzmanı Sanwen Huang, “Araştırmamız, türler arası melezleşmenin yeni özelliklerin evrimini tetikleyebileceğini ve bunun daha fazla türün ortaya çıkmasına olanak sağladığını gösteriyor. Artık patatesin nereden geldiği gizemini çözmüş olduk,” dedi.
Bilim İnsanlarını Şaşırtan Bitki
Patates, insanlık için temel gıdalardan biri. Karbonhidrat, lif, potasyum, magnezyum ve demir gibi temel besin maddelerini barındırır. Aynı zamanda Birleşmiş Milletler tarafından iklim dostu bir ürün olarak kabul edilir; çünkü sera gazı salımı düşüktür ve doğal kaynakların kısıtlı olduğu yerlerde dahi yetişebilir.
Ancak, patatesin kökeni uzun zamandır bilim insanlarını şaşırtmaktaydı. Modern patates bitkileri, Şili’de bulunan ve Etuberosum adı verilen üç patatese benzeyen türe çok benzer. Fakat bu türler, patatesin karakteristik yumrularına sahip değildir. Bu yüzden tam anlamıyla patates sayılmazlar. Filogenetik analizler, patatesin domatese Etuberosumlardan daha yakın olduğunu gösteriyor.
450 Genomu İncelediler
Araştırma ekibi, tarımda yaygın olarak kullanılan patateslerden ve 56 farklı yabani patates türünden toplamda 450 genomu analiz etti. Bu, şimdiye kadar yabani patatesler üzerine yapılan en kapsamlı genetik analiz oldu. Çin Tarım Bilimleri Akademisi’nden biyolog Zhiyang Zhang, “Yabani patatesleri örneklemek çok zor, bu nedenle bu veri seti şimdiye kadar analiz edilen en kapsamlı yabani patates genom koleksiyonunu temsil ediyor,” dedi.
Her patates türünde, hem Etuberosum hem de domates bitkilerinden gelen genetik materyal tespit edildi. Bu da, iki farklı türün milyonlarca yıl önceki melezleşmesinin modern patatesin ortaya çıkmasına yol açtığını gösteriyor. Domates ve Etuberosum türleri yaklaşık 14 milyon yıl önce ortak bir atadan ayrılmış ve 5 milyon yıl boyunca farklılaşmış olsalar da hâlâ melezleşebiliyorlardı. Bu da yaklaşık 9 milyon yıl önce ilk yumrulu patates bitkilerinin oluşmasını sağladı.
Hayatta Kalma Modeli
Araştırmacılar, yumru oluşumundan sorumlu anahtar genlerin kökenlerini de takip etti. Yumru oluşumunu başlatan gen olan SP6A, domates tarafından aktarıldı. Yumru oluşturan yer altı gövde büyümesini kontrol eden IT1 adlı gen ise Etuberosum’dan geldi. Bu iki gen olmadan patatesin yumru oluşturması mümkün olmazdı.
Bu genetik yenilik, aynı dönemde And Dağları’nın hızla yükselmesiyle oluşan yeni ekolojik ortamlarla örtüştü. Yer altında besin depolayan yumrular, bu zorlu dağ koşullarında hayatta kalmayı sağladı. Yumrular ayrıca patatesin tohum ya da döllenme olmadan çoğalmasını sağlar; doğrudan yumrudan filizlenerek yeni bitkiler üretir. Bu da patatesin hızla yayılıp çeşitlenmesini sağladı.
Çalışmanın başyazarı Huang, “Yumru evrimi, patatesin sert çevrelerde hayatta kalmasını sağlayarak yeni türlerin ortaya çıkmasına olanak tanıdı ve bugün gördüğümüz zengin patates çeşitliliğine katkıda bulundu,” dedi.
