Эволюция картофеля родом из Анд, с территории современной Колумбии, проходила в местности, достаточно близкой к экватору, а значит, эти сорта стали привычны к 12-часовому световому дню. Переезд в широты с более четко выраженными временами года дался бы этому сорту нелегко. И причиной этого были бы не столько короткие зимние дни, сколько длинные летние. При избытке света у картофеля замедляется формирование клубней. Но чилийские сорта, которые выращивали вдали от экватора, уже адаптировались к достаточно длинному световому дню летом.

Специалисты по физиологии растений выявили факторы, влияющие на клубнеобразование у картофеля. Листья этого растения определяют наличие солнечных лучей и длину светового дня и посылают химические сигналы, которые определяют развитие корней и клубней. Некоторые из таких химических сигналов удалось установить. В молекулярной биологии (и в астрономии) существует феномен: первым обнаруженным соединениям (или небесным телам) дают совершенно гениальные названия. А затем фантазия ученых иссякает, и открытые позже молекулы (и звезды) вместо имени получают сочетание букв – обычно это сокращение, отсылающее к длинным названиям составных элементов, – и цифр. Так, в процессе клубнеобразования задействован ряд участников от фитохрома В, гиббереллинов и жасмоната до miR172, POTH1 и StSP6A. К вероятному облегчению читателя, я не собираюсь всю оставшуюся главу посвятить описанию этого процесса и современному пониманию его молекулярных основ. (Возможно, конечно, некоторых это огорчит – приношу свои извинения, но данная книга все же о другом.) Достаточно будет сказать, что физиология клубнеобразования удивительно сложна. Таким образом, перед человеком встает знакомая дилемма: как изменить часть или несколько частей огромного механизма, не нарушая всего процесса? И какова вероятность появления именно такой случайной мутации, которая бы дала картофелю возможность произрастать и в умеренных широтах?

Даже несмотря на все накопленные человечеством знания об эволюции, все это еще кажется неразрешимой головоломкой. Тем не менее у загадки есть ответ, он должен быть, ведь мы знаем, что картофелю это удалось. Также нам известно, что небольшие изменения в определенных генах могут кардинально изменять роли ключевых участников биохимических процессов. Гены, имеющие такую важную, основополагающую функцию, часто называют мастер-регуляторными генами. Кодируемые ими белки – регуляторные факторы, действуют как молекулярные переключатели: они включают и выключают те или иные гены, или более тонко контролируют уровень их экспрессии. Поэтому существует вероятность того, что небольшое изменение в одном из генов, кодирующем один из таких важных молекулярных переключателей, приведет к значительным и множественным эффектам. Несмотря на то что на генетическом уровне процесс эволюции идет за счет небольших изменений, некоторые из них могут оказывать очень глубокое влияние на фенотип – строение и функции организма, и эволюция совершает неожиданный скачок.

Среди регуляторных факторов – молекулярных переключателей, контролирующих процесс образования клубней у картофеля, – есть как раз подходящий кандидат, а значит, и здесь крошечное изменение могло привести к выраженным изменениям в физиологии. Важной частью разгадки является и та изменчивость, что уже наблюдается в популяциях. Ведь вид – это не один организм или один геном. Он представляет собой сумму всех элементов, которые сами по себе разнообразны. По мере распространения культурного картофеля в южных широтах Южной Америки, где день летом длиннее, формирование клубней у некоторых растений происходило лучше, чем у других. Именно у этих растений появлялось преимущество при переезде в более умеренный климат. Естественный отбор отсеивал остальных.

Учитывая такую приспособленность к определенной широте, логично предположить, что у картофеля из Чили было больше шансов выжить в Европе, чем у экваториальных сортов с севера Анд. В 1929 году русские ботаники высказали именно такое мнение о родине выращиваемого в Старом Свете картофеля. Однако британские исследователи были уверены, что картофель попал в Европу из Анд. Исторические источники указывают на то, что это растение было завезено из Нового Света, когда испанцы еще только начинали колонизацию Чили, но прошло уже почти полвека с начала завоевания стран в северной части Анд: Колумбии, Эквадора, Боливии и Перу.

Многие ботаники были уверены, что лишь одна из этих гипотез соответствует реальности. Последние 60–70 лет преобладала теория о происхождении европейского картофеля из Северных Анд. В частности, ее подкреплял тот факт, что и у древних разновидностей картофеля с Канарских островов и из Индии были обнаружены андийские корни.

Затем в дело вмешались генетики и – как часто происходит – перевернули все с ног на голову. У картофеля с Канарских островов обнаружились и чилийские, и андийские предки. При этом у индийского картофеля четко прослеживалось чилийское происхождение.

Это открытие пробудило любопытство генетиков, и они решили изучить картофель, выращиваемый на Европейском континенте, проанализировав исторические образцы из гербариев с 1700 по 1910 год. Им удалось установить, что большая часть картофеля XVIII века с Европейского континента происходила от андийской разновидности растения. Вероятно, она быстро приспособилась к длинному световому дню в летний период. По-видимому, причиной этого стала адаптация, вызванная новой мутацией отдельного гена-регулятора, которая привела к множественным эффектам. Точнее, эта была не такая уж и новая мутация, ведь среди завезенного из Нового Света андийского картофеля уже могли быть сорта, привыкшие к длинному дню, ведь нам известно, что они время от времени встречаются среди растений этой разновидности. Поэтому возможно, что приспособиться к жизни в умеренных широтах оказалось не так уж и сложно, как предполагали ученые.

Но на этом история не закончилась. В образцах европейского картофеля, собранных после 1811 года, генетики нашли следы чилийского подвида этого растения. Ранее некоторые исследователи уже высказывали предположение о том, что сорта из Чили завозились в Европу с 1845 года, после того, как из-за массового заболевания растений андийский картофель, уже выращиваемый в Старом Свете, стал вымирать. Данная гипотеза всегда вызывала сомнения ученых, поскольку чилийский картофель не славится устойчивостью к болезням. Тем не менее, какова бы ни была причина появления чилийской группы сортов картофеля в Европе в XIX веке, она очень быстро приобрела большую популярность. Несмотря на то что первым в Восточном полушарии появился картофель родом из Анд, у его чилийского собрата, по всей вероятности, обнаружилось врожденное преимущество, возможно появившееся благодаря произрастанию в условиях долгого светового дня, и именно ДНК чилийского картофеля преобладает в культивируемых сегодня сортах.

Что касается истории появления картофеля в Европе, вы, вероятно, уверены в том, что его, как и кукурузу, привез из Нового Света Колумб. Однако это не так. Хоть сразу после открытия Америки Колумб и другие путешественники и привезли из плаваний многие съедобные растения, картофель среди них отсутствовал. Это связано с тем, что картофель выращивали в западной части Южной Америки, на территории, простиравшейся от горных хребтов до чилийских низменностей, а до высокогорных районов Анд испанцы добрались лишь в 1530-х годах, через сорок с лишним лет после того, как Колумб впервые пересек Атлантику. Первое письменное упоминание картофеля относится к 1536 году, когда испанские исследователи встретили это растение в долине реки Магдалена в Колумбии.

Ситуация осложняется тем, что момент первого появления картофеля в Европе не был документально зафиксирован. По-видимому, тому, кто получил клубни по эту сторону Атлантического океана, они показались недостойными упоминания. Хотя, возможно, все было как раз наоборот, просто невероятная новость о прибытии картошки затерялась в истории. Помимо прочего, не обошлось и без лингвистической путаницы: сладкий картофель (Ipomoea batatas) по-испански называется batata, а Solanum tuberosum – patata. Как бы то ни было, первое упоминание именно картофеля в испанской литературе датируется 1552 годом. Вскоре после этого новое растение попадает и в хроники Канарских островов. При этом первое документальное подтверждение появления картофеля – именно как заморского продукта, а не как культуры – в Старом Свете относится к 1567 году: новый овощ был привезен с Гран-Канарии в Антверпен.