“การผสมที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญเมื่อ 9 ล้านปีก่อน
ทำให้มะเขือเทศป่าลูกหนึ่งสร้าง ‘อวัยวะ’ ใหม่แล้วกลายเป็นมันฝรั่ง”
เมื่อพูดถึงอาหารที่อยู่บนจานแล้ว มันฝรั่งทอดที่มีสชาติมัน ๆ แห้ง ๆ กับมะเขือเทศชุ่มฉ่ำบนจานสลัดนั้นแทบไม่มีความเหมือนกันเลย พวกมันให้สัมผัสที่ราวกับอยู่คนละขั้ว อย่างไรก็ตามงานวิจัยระบุว่า อาหารสองชนิดนี้ใกล้ชิดกว่าที่คิดกันมา เมื่อมันฝรั่งเป็นลูกหลานของมะเขือเทศป่าใน 9 ล้านปีก่อน
ในตอนนั้นมะเขือเทศป่าซึ่งเติบโตในเทือกเขาแอนดีส ได้ผสมพันธุ์กับพืชที่ชื่อว่า อีทูเบอโรซัม (Etuberosum) และผ่านกระบวนการที่เรียกว่า ‘ไฮบริดเซชัน’ (hybridisation) หรือก็คือการผสมข้ามสายพันธุ์ พวกมันมีลูกด้วยกันและก่อกำเนิดสายพันธุ์ใหม่ขึ้นมา
“มะเขือเทศเป็นแม่ และ อีทูเบอโรซัม เป็นพ่อ” ซานเหวิน หวง (Sanwen Huang) ศาสตราจารย์จากสถาบันจีโนมิกส์การเกษตรที่เซินเจิ้น ประเทศจีน หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว “แต่ในตอนแรกนั้นยังไม่ชัดเจน”
อดีตอันยาวนานของมันฝรั่ง
โดยทั่วไปแล้ว มันฝรั่ง มะเขือเทศ และ อีทูเบอโรซัม นั้นล้วนอยู่ในสกุลที่ชื่อว่า ‘โซลานัม’ (Solanum) ซึ่งมีประมาณ 1,500 ชนิด มันเป็นสกุลที่ใหญ่ที่สุดในวงศ์พืชมีดอกตระกูลไนท์เชด (nightshade family) เมื่อมองเผิน ๆ แล้วต้นมันฝรั่งนั้นดูเกือบจะเหมือนกับ อีทูเบอโรซัม เลย
ทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าทั้งสองอาจมีความเกี่ยวข้องกันบางประการ โดยมันมีอยู่เพียง 3 ชนิดเท่านั้น ซึ่งมีลักษณะดอกและใบคล้ายกับต้นมันฝรั่ง แต่พวกมันไม่หัว
“อีทูเบอโรซัม เป็นสิ่งพิเศษ” ดร. แซนดี แนปป์ (Sandy Knapp) ผู้ร่วมวิจัยและนักพฤกษศาสตร์วิจัยประจำพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติในลอนดอน กล่าว “พวกมันเป็นสิ่งที่คุณอาจไม่เคยเห็นเว้นแต่จะไปที่หมู่เกาะฮวน เฟอร์นันเดส หมู่เกาะโรบินสัน ครูโซ กลางมหาสมุทรแปซิฟิก หรือไม่ก็ป่าฝนศักดิ์สิทธิ์ของชิลี”
แต่เมื่อทีมวิจัยได้ใช้การวิเคราะห์เชิงวิวัฒนาการ ซึ่งเป็นกระบวนการที่คล้ายกับการตรวจสอบความสัมพันธ์แบบ ‘พ่อแม่-ลูกสาว’ หรือพี่น้องกันในระดับพันธุกรรมของมนุษย์ แต่ในกรณีนี้เป็นการตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างพืชแต่ละชนิด
ตามที่อธิบายไว้ในวารสาร Cell ทีมวิจัยได้วิเคราะห์พันธุกรรม 450 รายการจากมันฝรั่งที่เพาะปลูก และมันฝรั่งป่า 56 ชนิด ซึ่งหาได้ยากยิ่งเนื่องจากปัจจุบันมนัฝรั่งแทบทั้งหมดมาจากการเพาะปลูก ทีมวิจัยต้องนำมาจากตัวอย่างในพิพิธภัณฑ์ และต้องไปเอามาจากหุบเขาในเทือกเขาแอนดีส
พบรัก
ผลลัพธ์เผยให้เห็นว่า มันฝรั่งสายพันธุ์แรก และมันฝรั่งสายพันธุ์ต่อ ๆ มาทุกสายพันธุ์มีองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่มาจาก อีทูเบอโรซัม และมะเขือเทศ กล่าวอย่างง่ายที่สุด คือสิ่งมีชีวิตสองชนิดนี้ได้ผสมข้ามสายพันธุ์กันและสร้างลูกหลานเป็นมันฝรั่งปัจจุบัน
ซึ่งทีมวิจัยสามารถระบุยีนสำคัญได้นั่นคือ SP6A ซึ่งเป็น “สวิตช์หลัก”ในการสั่งให้ต้นมันฝรั่งเริ่มสร้างหัว ในขณะที่ยีน IT1 จากฝั่ง อีทูเบอโรซัม ทำหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโตของลำต้นใต้ดินที่ก่อตัวเป็นหัวที่มีแป้ง หากยีนใดยีนหนึ่งขาดหายไปหรือทำงานไม่ประสานกัน มันฝรั่งก็จะไม่ก่อตัวเป็นหัวได้
“หนึ่งในสิ่งที่เกิดขึ้นของการไฮบริดเซชันคือ ยีนจะปะปนกัน” แนปป์ กล่าว “มันเหมือนกับการสับไพ่อีกครั้ง และไพ่แต่ละใบก็ปรากฏขึ้นในชุดไพ่ที่แตกต่างกัน และโชคดีสำหรับเหตุการณ์ผสมข้ามสายพันธุ์ครั้งนี้ ยีนทั้งสองมาบรรจบกัน ซึ่งทำให้เกิดการสร้างหัวและมันก็เป็นเหตุการณ์ที่บังเอิญ”
ทีมวิจัยระบุว่า วิวัฒนาการของมันฝรั่งที่มีหัวนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันกับที่เทือกเขาแอนดีสกำลังสูงขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างแผ่นเปลือกโลก ซึ่งก่อให้เกิดแนวเขาขนาดใหญ่ทางฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ สร้างความซับซ้อนและระบบนิเวศที่หลากหลาย
ณ จุดใดจุดหนึ่งของหุบเขา การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศไม่ก็ธรณีวิทยาก็ทำให้ อีทูเบอโรซัม โบราณและบรรพบุรุษของมะเขือเทศได้มาอยู่ในพื้นที่เดียวกัน แล้วผึ้งก็กลายเป็นพ่อสื่อแม่สื่อให้ทั้งคู่ได้พบรักกัน การย้ายละอองเรณีระหว่างต้นมันฝรั่งทั้งสองนำไปสู่มันฝรั่งปัจจุบัน
โลกอนาคตที่ไม่แน่นอน
มะเขือเทศสมัยใหม่ชอบสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งและร้อน ในขณะที่ อีทูเบอโรซัม ชอบพื้นที่อากาศอบอุ่น แต่ทั้งคู่สร้างลูกที่เจริญเติบโตในถิ่นที่อยู่อาศัยแห้งแล้ง หนาวเย็น และสูง ซึ่งผุดขึ้นทั่วเทือกเขาแอนดีสได้
หัวมันฝรั่งที่เกิดขึ้นช่วยให้มันอยู่รอดได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด สามารถขยายพันธุ์โดยไม่ต้องใช้เมล็ดหรือการผสมเกสร กลายเป็นสิ่งที่เราเห็นในปัจจุบันที่สามารถเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย จนกลายเป็นพืชบริโภคหลักอันดับ 3 ของโลก
ทีมวิจัยระบุว่า การทำความเข้าใจเกี่ยวกับต้นกำเนิดของมันฝรั่งอาจเป็นกุญแจสำคัญใหม่ ๆ ให้กับมันฝรั่งในอนาคต เช่นการนำยีนสำคัญของมะเขือเทศกลับมาใช้ใหม่ อาจช่วยให้มันฝรั่งขยายพันธุ์อย่างรวดเร็วโดยการใช้เมล็ด ซึ่งเป็นสิ่งที่ หวง และทีมงานของเขากำลังทำการทดลองอยู่
“นอกจากจะช่วยให้เราเข้าใจวิวัฒนาการของมันฝรั่งและการพัฒนาหัวมันฝรั่งแล้ว วิธีการที่ใช้ (ในการศึกษานี้) ยังสามารถช่วยให้นักวิจัยเรียนรู้เกี่ยวกับลักษณะอื่น ๆ เช่น ความต้านทานโรคและแมลง โภชนาการ ความทนทานต่อสภาพแห้งแล้ว และลักษณะสำคัญอื่น ๆ ของพืชในมันฝรั่งและมะเขือเทศ” เอมี่ ชาร์คอฟสกี (Amy Charkowski) รองคณบดีฝ่ายวิจัยของวิทยาลัยวิทยาศาสตร์การเกษตร มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด กล่าว
เธอเสริมว่า มันฝรั่งยังคงเป็นพืชผลสำคัญในพื้นที่ที่แห้งแล้งหรือพื้นที่ที่มีฤดูร้อนสั้น ซึ่งเป็นพื้นที่ที่พืชผลหลักอื่น ๆ ไม่สามารถเติบโตได้ นอกจากนี้ผลการวิจัยยังแสดงให้เห็นถึงมุมมองที่ต่างออกไป นั่นคือการพบกันโดยบังเอิญของสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกันมาก
“มันเป็นเรื่องที่ค่อนข้างโรแมนติกซะทีเดียว” ดร. ทีนา ซาร์คิเนน (Tiina Särkinen) ผู้เชี่ยวชาญด้านพืชตระกูลมะเขือจากสวนพฤกษศาสตร์หลวงเอดินบะระ ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าว
“ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตหลายสายพันธุ์ของเรานั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย และเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมากที่ตอนนี้เราสามารถค้นพบต้นกำเนิดอันซับซ้อนและน่าสับสนเหล่านี้ได้แล้ว ต้องขอบคุณข้อมูลที่มีมากมายนี้”
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://www.scientificamerican.com
อ่านเพิ่มเติม : ผลไม้ต้องสาป มีพิษ กลิ่นเหม็น
กว่าจะเป็นมะเขือเทศที่ครองใจคนได้
