Los tomates en Galápagos están en silencio evolucionados

En las islas más jóvenes de rock negro del archipiélago de Galápagos, los tomates de crecimiento salvaje están siendo extraños. Se derramaron millones de años de evolución, volviendo a un antiguo estado genético que resucita la protección química antigua.

Estos tomates traídos por las aves de los antepasados ​​sudamericanos han comenzado a hacer un cóctel molecular tóxico, que no se ha encontrado en millones de años, que no es un tomate moderno, sino que se asemejan a los compuestos que se encuentran en la berenjena.

En un estudio publicado recientemente Comunicación natural.

Porque la evolución no debería tener un botón de rebobinado. Por lo general, se ve como un desfile compatible de una vía, pero no como una forma circular a las características una vez perdidas. Los organismos a veces vuelven a adquirir características como sus antepasados, y es raro y difícil de probar a través de los mismos caminos genéticos.

Sin embargo, el reverso es lo que están haciendo estas plantas de tomate.

«Esto no es una cuestión de lo que generalmente esperamos», dijo Adam Jojviak, un autor principal de la bioquímica molecular y el estudio de UC Riverside. «Pero aquí, en tiempo real, está sucediendo en la isla volcánica».

Los principales jugadores de este reverso químico son alcaloides. Los tomates, las papas, la berenjena y otras noches pueden servir a estas moléculas amargas como construidas en pesticidas, evitando depredadores de insectos, hongos y animales de pastoreo.

Aunque Galápagos es famoso como un lugar con menos depredadores, esto no es cierto para las plantas. Por lo tanto, es necesario producir alcaloides.

Los investigadores comenzaron este proyecto porque los alcaloides en los cultivos pueden ser un problema. Son tóxicos para los humanos a altas concentraciones, por lo que su deseo de comprender su producción y reducirlos en las partes comestibles de las frutas y tumores.

«Nuestro grupo está trabajando duro para caracterizar los pasos involucrados en la síntesis de la síntesis de alcaloides para que podamos intentar controlarlo», dijo Zojwayk.

Hacer interesantes estos tomates de Galápagos no es solo cometer alcaloides, sino que están cometiendo errores, o al menos, no se ven en los tomates desde sus primeros días de evolución.

Los investigadores han analizado más de 30 modelos de tomate recolectados de diferentes ubicaciones geográficas en las islas. Descubrieron que las plantas en las Islas East producen los mismos alcaloides que se encuentran en los tomates de granja modernos. Pero en las Islas Occidentales, los tomates han estado expulsando una versión diferente de las huellas digitales moleculares de parientes de berenjenas hace millones de años.

Esa diferencia llega al estereocemista, o cómo se montan los átomos en un espacio de tres dimensiones. Dos moléculas pueden tener los mismos átomos pero se comportan de manera completamente diferente dependiendo de cómo se unan esos átomos.

Para averiguar cómo se realizó el interruptor de tomate, los investigadores verificaron las enzimas que unen estas moléculas alcaloides. Descubrió que era suficiente convertir la molécula de los antepasados ​​a los antepasados, ya que reemplazan solo cuatro aminoácidos en una sola enzima.

Lo demuestran sintetizar los genes que codifican estas enzimas en el laboratorio y agregándolas a plantas de tabaco, lo que comenzó a producir compuestos antiguos.

El patrón no era un yadhch om. Es compatible con la geografía. Los tomates en el este, las viejas islas, son más estables y biológicamente diversos, lo que hace alcaloides modernos. El paisaje es más estéril y suelo, el más joven, el más joven, las Islas Occidentales adoptaron la vieja química.

Los investigadores sospechan que el medio ambiente en las nuevas islas puede revertirse. «El átomo de los antepasados ​​proporciona una buena protección en condiciones occidentales estrictas», dijo Jozviak.

Para verificar la dirección del cambio, el equipo hizo una especie de modelado evolutivo que utiliza el ADN moderno para dañar las características de los antepasados ​​a largo plazo. Los tomates en las islas más jóvenes coincidieron con la producción de esos primeros antepasados.

Aún así, es grueso llamarlo «evolución inversa». Aunque la recarga de propiedades antiguas se registra en serpientes, peces y bacterias, rara vez es clara o químicamente precisa.

«Algunas personas no creen esto», dijo Jozviak. «Pero la evidencia genética y química sugiere regresar a la condición de los antepasados. Hay un procedimiento. Ha sucedido».

Y este tipo de cambio no se limita a las plantas. Si esto puede ocurrir en los tomates, puede ser teóricamente en otras especies. «Creo que puede ser para los humanos», dijo. «No sucederá en uno o dos años, pero con el tiempo, si las condiciones ambientales han cambiado mucho».

Jozviak no estudia a los humanos, pero el teorema es serio de que la evolución es más flexible de lo que sentimos. Las características largas pueden surgir nuevamente. Los genes antiguos pueden ser revividos. Y como sugiere este estudio, la vida a veces puede encontrar una manera de proceder llegando al pasado.

«Si reemplaza muy pocos aminoácidos, puede obtener una molécula completamente diferente», dijo Jojviak. «Ese conocimiento ayuda a diseñar nuevos medicamentos, diseñar una buena resistencia a los insectos o hacer productos menos tóxicos. Pero primero, necesitamos entender cómo lo hace la naturaleza. Este estudio es un paso hacia él».