Tomates modernos são muito diferentes de seus ancestrais selvagens

Tomates modernos são muito diferentes de seus ancestrais selvagens Os ancestrais dos tomates pareciam muito diferentes. Fabricação da floresta de Foxys

A grande idéia: O caminho do tomate, da planta selvagem ao alimento doméstico, é muito mais complexo do que os pesquisadores há muito pensam. Por muitos anos, os cientistas acreditaram que os humanos domesticaram o tomate em duas fases principais. Primeiro, os nativos da América do Sul cultivaram tomates silvestres do tamanho de mirtilo cerca de 7,000 anos atrás para produzir uma planta com uma fruta do tamanho de uma cereja. Mais tarde, as pessoas em Mesoamérica criamos esse grupo intermediário para formar os grandes tomates cultivados que comemos hoje.

Mas em um estudo recente, mostramos que o tomate do tamanho de cereja provavelmente se originou no Equador há cerca de 80,000 anos. Nenhum grupo humano estava domesticando plantas há muito tempo, então isso implica que ele começou como uma espécie selvagem, embora as pessoas no Peru e no Equador provavelmente tenham cultivado mais tarde.

Também descobrimos que dois subgrupos desse grupo intermediário se espalharam para o norte, para a América Central e o México, possivelmente como companheiros de ervas daninhas para outras culturas. Quando isso aconteceu, suas características de frutas mudaram radicalmente. Eles passaram a se parecer mais com plantas silvestres, com frutas menores do que as da América do Sul e níveis mais altos de ácido cítrico e beta-caroteno.

Ficamos surpresos ao descobrir que os tomates cultivados modernos parecem mais intimamente relacionados a esse grupo de tomate selvagem, que ainda é encontrado no México, embora os agricultores não o cultivem deliberadamente.

Tomates modernos são muito diferentes de seus ancestrais selvagens Tamanho médio do fruto do tomate cultivado em comparação com seus parentes semi-domesticados e totalmente silvestres. Hamid Razifard, CC BY-ND

Por que é importante: Esta pesquisa tem implicações diretas no melhoramento das culturas. Por exemplo, alguns grupos intermediários de tomate têm altos níveis de glicose, o que torna a fruta mais doce. Os criadores poderiam usar essas plantas para tornar os tomates cultivados mais atraentes para os consumidores.

Também vimos sinais de que algumas variedades nesse grupo intermediário tinham características que promoviam resistência a doenças e tolerância à seca. Essas plantas podem ser usadas para produzir tomates mais resistentes.

O que ainda não se sabe: Não sabemos como o grupo intermediário de tomate se espalhou da América do Sul para a América Central e o México. Os pássaros podem ter comido os frutos e excretado as sementes em outros lugares, ou os humanos podem tê-los cultivado ou comercializado.

Outra questão é por que esse grupo intermediário "regrediu" e perdeu tantas características de domesticação quando se espalhou para o norte. A seleção natural em novos habitats do norte pode ter favorecido ativamente os tomates com características mais selvagens. Também pode ser que os humanos não estejam reproduzindo essas plantas e selecionando características de domesticação, como frutas grandes, que podem exigir que as plantas usem mais energia do que usariam na frutificação natural.

Como fazemos nosso trabalho: We reconstruir a história do tomate by sequenciando os genomas de variedades de tomate selvagens, intermediárias e domesticadas. Também realizamos análises genômicas populacionais, nas quais usamos modelos e estatísticas para deduzir as mudanças que ocorreram nos tomates ao longo do tempo.

Este trabalho envolve escrever muitos códigos de computador para analisar grandes quantidades de dados e observar padrões de variação nas seqüências de DNA. Também trabalhamos com outros cientistas para cultivar amostras de tomate e registrar dados sobre muitas características, como tamanho da fruta, teor de açúcar, teor de ácido e compostos de sabor.

O que mais está acontecendo no campo: Alimentar uma população humana em crescimento exigirá melhorar a produtividade e a qualidade das colheitas. Para fazer isso, os cientistas precisam saber mais sobre os genes das plantas envolvidos em fenômenos como desenvolvimento de frutas e resistência a sabor e doenças.

Por exemplo, pesquisas lideradas por Zachary Lippman no Laboratório Cold Spring Harbor em Nova York, está usando a edição do genoma para manipular características que podem ajudar a melhorar a produção de tomate. Ajustando genes nativos de duas variedades populares de plantas de tomate, eles criaram um método rápido para fazer com que as plantas floresçam e produzam frutos maduros mais rapidamente. Isso significa mais plantios por estação de cultivo, o que aumenta a produtividade. Isso também significa que a planta pode ser cultivada em latitudes mais a norte do que atualmente é possível - um atributo importante à medida que o clima da Terra se aquece.

A edição de genes produziu tomates que florescem e amadurecem semanas antes.

O que vem a seguir para você: Nossa pesquisa fornece um atlas de candidatos para futuros estudos da função do gene do tomate. Agora podemos identificar quais genes eram importantes em cada estágio da história da domesticação e descobrir o que eles fazem. Também podemos procurar alelos benéficos, ou variantes de genes específicos, que podem ter sido perdidos ou diminuídos à medida que o tomate foi domesticado. Queremos descobrir se algumas dessas variantes perdidas poderiam ser usadas para melhorar o crescimento e as características desejáveis ​​em tomates cultivados.

Sobre o autor

Hamid Razifard, pesquisador de pós-doutorado em biologia, Universidade de Massachusetts Amherst e Ana Caicedo, Professora Associada de Biologia, Universidade de Massachusetts Amherst

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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