Биологи из Массачусетского университета в Амхерсте провели исследование эволюции томатов и обнаружили наборы признаков, называемые "синдромами", которые объясняют, как томаты приобрели уникальное сочетание цвета, сладости, кислотности и аромата. Результаты исследования, опубликованные в журналах Plants, People, Planet и The American Journal of Botany, не только проливают свет на естественную эволюцию плодов, но и предлагают ценные идеи для выведения более питательных и привлекательных сортов сельскохозяйственных культур.
Ведущий автор Джейкоб Барнетт, аспирант кафедры органической и эволюционной биологии университета UMass Amherst, рассказывает о том, как приятно держать в руках свежий помидор и размышлять о его привлекательном внешнем виде, восхитительном запахе и восхитительном вкусе. Данное исследование показывает, что эволюция сочных красных помидоров с их характерным вкусом была сложным и запутанным процессом.
Чтобы понять историю эволюции томатов, Барнетт и его соавторы, включая профессора Ану Кайседо, сосредоточили свое внимание на диких родственниках современных томатов, произрастающих вдоль западного побережья Южной Америки от Чили до Эквадора. Эти дикие виды существенно отличаются от томатов, которые сегодня обычно используются в бутербродах и салатах.
По словам Джейкоба Барнетта, ведущего автора исследования, дикие томаты, от которых произошли наши современные сорта, существенно отличаются друг от друга. Во-первых, эти оригинальные помидоры - крошечные, размером с чернику, и большинство из них в спелом виде имеют зеленый цвет. Кроме того, многие из них обладают ярко выраженным ароматом, напоминающим яблоки, дыни или огурцы. Удивительно, но некоторые из этих диких томатов имеют неприятный вкус.
Как же эти маленькие, зеленые и неаппетитные плоды превратились в то восхитительное сочетание цвета, сладости, кислотности и умами, которым мы наслаждаемся в томатных блюдах, таких как соусы для пасты, салаты и пицца?
Ответ кроется в концепции эволюционных синдромов, под которыми понимается тенденция к сочетанию определенных признаков у плодов, встречающихся в природе. Например, многие дикие фрукты имеют небольшие размеры, яркую окраску и высокое содержание сахара. Однако сбор доказательств наличия таких синдромов у диких томатов представлял определенную сложность, поскольку предыдущие исследователи не выращивали одновременно все виды диких томатов.
Два исследования, проведенные учеными из Массачусетского университета в Амхерсте, представляют собой первое комплексное изучение признаков плодов у всей группы томатов, включающей как дикие, так и культурные сорта. Ана Кайседо (Ana Caicedo), профессор биологии из Университета Массачусетса в Амхерсте, подчеркивает важность этих исследований для глубокого понимания того, как дикие томаты соотносятся друг с другом и с культурными томатами, с которыми мы знакомы сегодня.
Важнейшей частью этих исследований была работа Чарльза Рика из Калифорнийского университета в Дэвисе в 1950-1960-е годы. Рик путешествовал по Южной Америке, собирая семена диких видов томатов, которые впоследствии были сохранены в Центре генетических ресурсов томатов имени Ч.М. Рика. Барнетт и Кайседо получили семена 13 различных видов диких томатов, а также множество вариантов каждого вида, и вырастили их на исследовательской и образовательной ферме UMass Crop and Animal Research and Education Farm в Южном Дирфилде, штат Массачусетс.
В ходе исследований команда столкнулась с дикими и клочковатыми растениями, которые Ана Кайседо охарактеризовала как "дикие и клочковатые". В какой-то момент Джейкобу Барнетту пришлось использовать мачете, чтобы пробраться сквозь растения и собрать их плоды и листья. Вернувшись в лабораторию, команда провела различные анализы. Они сканировали плоды, наблюдая за их цветом и формой, измеряли содержание сахара и кислот, а также анализировали ДНК в образцах листьев. Дениз Тиман, доцент Университета Флориды и соавтор исследования, помогала Барнетту измерять и классифицировать летучие органические соединения, присутствующие в каждом образце. Эти соединения являются химическими веществами, ответственными за характерный запах помидоров.
Открытия, сделанные командой, вышли за рамки понимания того, что запах, вкус и цвет являются синдромальными; они также обнаружили доказательства того, что Барнетт называет "честным сигналом". Речь идет о корреляции между внешним видом помидора и содержанием питательных веществ внутри него. Эта корреляция подтверждает несколько спорную гипотезу, согласно которой эволюция фруктовых синдромов происходила под влиянием предпочтений животных. Животные склонны выбирать одни фрукты вместо других, если внешний вид фрукта ассоциируется у них с его уникальными питательными свойствами.
Исследователи предполагают, что мелкие млекопитающие могут предпочитать маленькие, зеленые, пахнущие дыней плоды, а птицы, скорее всего, отдают предпочтение сладким, разноцветным помидорам. Остается загадкой, почему у человека возникло предпочтение к помидорам, любимым птицами. Авторы отмечают, что для выяснения того, какие животные потребляют плоды диких томатов, необходимы дополнительные полевые исследования, поскольку в настоящее время нет исчерпывающих данных по этому вопросу.
А затем «Добавить на главный экран».