Возвращение к истокам: галапагосские томаты «отменили» миллионы лет эволюции

На Галапагосских островах, этом «лаборатории эволюции», где Чарльз Дарвин когда-то нашел вдохновение для своей теории, происходит нечто удивительное. Дикие томаты, растущие на молодых вулканических островах, словно нажали кнопку «перемотки» в своем генетическом коде. Вместо того чтобы продолжать эволюционировать, они возвращаются к древним биохимическим механизмам, производя токсины, которые не встречались у их предков миллионы лет. Это явление, описанное в новом исследовании, бросает вызов нашим представлениям о необратимости эволюции и заставляет задуматься: а может ли природа действительно «откатиться» назад?

Неожиданный поворот в эволюции томатов

Обычно эволюция рассматривается как путь от простого к сложному, где организмы постепенно приобретают новые черты, адаптируясь к окружающей среде. Однако исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили, что галапагосские томаты делают нечто противоположное. Вместо современных защитных соединений они начали синтезировать алкалоиды, характерные для их далеких предков — древних пасленовых, родственных современным баклажанам.

Это открытие, опубликованное в Nature Communications, стало возможным благодаря анализу более 30 образцов диких томатов с разных островов архипелага. Оказалось, что растения с западных, более молодых и суровых островов вырабатывают алкалоиды с иной пространственной структурой, чем их сородичи с восточных, старых островов. Разница всего в четырех аминокислотах ключевого фермента привела к тому, что молекулы приняли древнюю форму, которая, вероятно, лучше защищает растения в неблагоприятных условиях.

Эволюция наоборот: случайность или закономерность?

Хотя термин «обратная эволюция» вызывает споры среди биологов, данные свидетельствуют о том, что галапагосские томаты действительно «воскресили» древний биохимический механизм. Ученые подтвердили это, встроив соответствующие гены в табак — и растение начало производить те же архаичные соединения.

Но почему это происходит? Исследователи предполагают, что в суровых условиях молодых вулканических островов, где почва бедна, а конкуренция жестока, старые защитные механизмы оказались эффективнее. Это заставляет задуматься: может ли подобное происходить и с другими видами?

Последствия для науки и сельского хозяйства

Открытие имеет далеко идущие последствия. Во-первых, оно показывает, что эволюция может быть более гибкой, чем мы думали. Во-вторых, понимание того, как растения «переключаются» между разными формами алкалоидов, может помочь в селекции менее токсичных культур или создании новых лекарств.

Как отмечает ведущий автор исследования Адам Йозвиак, «если природа может так легко вернуться к древним механизмам, значит, утраченные черты не исчезают навсегда — они просто ждут своего часа». Возможно, в будущем мы увидим и другие примеры того, как жизнь, сталкиваясь с новыми вызовами, находит ответы в своем прошлом.