На Галапагосских островах биологи зафиксировали редкое явление: дикие томаты начали вырабатывать вещества, которые их предки синтезировали миллионы лет назад. Это один из немногих задокументированных примеров генетического атавизма – возвращения к давно утраченным эволюционным признакам на молекулярном уровне.

Исследование провели учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде совместно с коллегами из Израиля. Они проанализировали 56 образцов диких томатов двух видов — Solanum cheesmaniae и Solanum galapagense, эндемичных для архипелага.
В центре внимания оказались алкалоиды — горькие соединения, которые растения используют, чтобы защититься вредителей и травоядных животных. На восточных островах архипелага, отличающихся мягким климатом и богатыми почвами, томаты сохранили синтез алкалоидов, типичный для современных культурных сортов. Однако на суровых западных островах, сформировавшихся относительно недавно и отличающихся бедными почвами и суровыми погодными условиями, растения вдруг «откатились» к более древним типам алкалоидов — тем, что, как считалось, исчезли из фенотипа томатов миллионы лет назад.
И все это – из-за нескольких маленьких изменений в одном ферменте. Учёные выяснили, что замена всего четырёх аминокислот в белке GAME8, ключевом звене биосинтеза алкалоидов, переключает работу фермента с «современного» пути на «древний». Чтобы подтвердить гипотезу, исследователи внедрили измененный ген в табак (Nicotiana tabacum). Результат превзошел ожидания: растение действительно начало производить «предковые» алкалоиды, которые ранее считались полностью утраченной биохимической опцией.
Это открытие показывает, что эволюция не всегда движется строго вперёд. Генетические механизмы могут миллионы лет «спать» в геноме, оставаясь невостребованными, но при определенных экологических условиях способны «просыпаться», возвращая растениям свойства далеких предков.
По материалам Nature Communications.