马铃薯从哪来？ 科学家找到答案，却比想象中更离奇
新研究显示，番茄在800万到900万年前与另一种类似马铃薯的物种杂交，繁衍出现代马铃薯的谱系。PHOTOGRAPH BY MARK THIESSEN, NATIONAL GEOGRAPHIC
（化石网cnfossil.com）据美国国家地理（撰文：BETHANY BROOKSHIRE 编译：曾柏谚）：新研究追溯马铃薯基因的源头，发现这种受欢迎的根茎类蔬菜源自百万年前一场短暂的植物之恋。
你分得出番茄和马铃薯有什么不同吗？ 这听起来有点荒谬，但它们之间的关系可能比你想象中更密切——事实上我们能有好吃的马铃薯，还真是拜番茄所赐。
刊登在《细胞》（Cell）期刊上的新研究追溯了现代马铃薯的基因起源，结果显示，在距今800万到900万年前，古代番茄的亲戚与另一种古代植物杂交，产生了世界上第一颗马铃薯。 这段植物恋情创造出的基因组合，能发育出厚实、富含淀粉的块茎──我们熟悉且热爱的马铃薯就此诞生！
怎么找出马铃薯祖宗十八代？
马铃薯不只是美味的食材，更是世界第三大主食。 只需要将部分块茎埋入土中，就可以再长出另一株与亲本一模一样的复制体──只不过，这一招会随着时间累积有害突变。
现代马铃薯含有许多导致植株脆弱的突变。 参与此次研究的中国农业科学院深圳农业基因组研究所（Agricultural Genomics Institute at Shenzhen）的基因体生物学家黄三文（Sanwen Huang）表示：「我们想清除这些突变。」他正致力开发有害突变更少且能用种子繁殖的马铃薯——现代马铃薯是做不到这一点的。
有愈多马铃薯能用种子繁殖，科学家就愈有机会移除有害突变，降低复制株染病的风险。 毕竟，席卷爱尔兰的马铃薯大饥荒（Irish Potato Famine）殷鉴不远。
马铃薯属于茄属（Solanum）的植物，这一属的其他成员包含番茄、茄子和辣椒等等。 参与研究的伦敦自然史博物馆（Natural History Museum）植物分类学家桑德拉. 纳普（Sandra Knapp）解释：「茄属是拥有超过1000个物种的开花植物类群。」
纳普对茄属物种彼此的关系很感兴趣，因此与黄三文携手合作。 她表示：「黄三文对马铃薯有兴趣，我们对茄属很好奇──我们意识到在这之间有一些有趣的东西。」
研究团队使用全基因体序列，以六种马铃薯物种建构亲缘演化树，并与其他21种茄属物种一起分析; 研究团队还比较了另外128个基因体，以确定马铃薯物种与其他物种的亲缘关系。
结果显示，马铃薯既与番茄支系相关，也与另一群称为Etuberosum的茄属支系相关。 纳普说：「Etuberosum是个很小的演化支系，只有三个物种。」
单看地面上的部分，Etuberosum跟马铃薯没什么两样。 但与现代马铃薯不同的地方是，不论在古代还是现代，Etuberosum与番茄都无法产生「块茎」。
但是当古代的番茄与Etuberosum经过多年杂交、产生支系「马铃薯节（Petota）」后，一切都不一样了。 这个新支系开创了「块茎」这个构造。
马铃薯的科学
既然古代番茄和Etuberosum都无法产生美味的块茎，那为什么马铃薯节可以？ 科学家发现，这个新支系从番茄与Etuberosum两个支系的祖先个别继承了一些基因，才有后来强壮的马铃薯。 举例来说，古代蕃茄贡献了SP6A基因，负责让地下茎膨大（也称块茎化，tuberization）; 古代Etuberosum则带来IT1基因，能调控块茎生长。
这个基因组合出现得正是时候！ 纳普指出，番茄支系的植物通常偏好炎热干燥的环境，而Etuberosum支系则喜欢寒冷潮湿。 而在大约1000万年前，南美洲西海岸的安地斯山脉正渐渐隆起。
窜起的山脉创造出寒冷但干燥的环境。 纳普解释：「〔马铃薯节的块茎能储存能量〕，让这些新植物能拓展到安地斯高地的新环境」。
马铃薯的未来
未参与此次研究的哈佛大学演化生物学家詹姆斯. 马勒特（James Mallet）指出，杂交通常没什么好结果。
「把基因弄得一团糟不是什么好主意。」马勒特说：「但是，偶尔会得到在各谱系内演化不出来的奇特基因组合──就像重新掷骰子一样。」而且在这个基础之上，如过有新的栖息地可以生存，这些新组合可能带来重大差异，甚至产生新物种。
而新物种确实出现了，迄今共有107种野生马铃薯物种。
瑞士伯恩大学的演化生态学家奥勒. 西哈根（Ole Seehausen）表示，这项研究首次证明「块茎」这个演化的重大发明，是由两个物种杂交而得; 并指出块茎本身的特性，或许保住了马铃薯在基因重组后一命。
虽然光靠块茎的无性繁殖，不利于对抗对疾病，但这也意味着新的「马铃数节」不需要透过有性生殖来传宗接代。 西哈根指出，这套自我复的能力让无法有性生殖的杂交谱系仍有办法生存下去，直到恢复繁殖力为止。
黄三文希望透过从番茄到马铃薯演化之路的新理解，培育出更健康的马铃薯植株。 譬如可以用番茄植株作为新基因的平台，再将它们重新引入马铃薯，黄三文表示：「因为番茄基本上没有有害突变。」
最终，黄三文希望透过人为杂交让马铃薯产生种子，进一步帮助我们的薯条把有害突变清干净。
