Ученые изучили обратную эволюцию томатов на Галапагосских островах

Томаты, картофель, баклажаны и другие пасленовые вырабатывают алкалоиды. Эти вещества служат им естественными пестицидами, отпугивая насекомых, некоторые фитопатогенные грибы и травоядных животных. В высоких концентрациях алкалоиды токсичны для человека, поэтому ученые ищут способы снижения алкалоидов в съедобных частях растений семейства пасленовых.

Исследователи проанализировали более 30 образцов томатов, собранных в разных географических точках на Галапагосских островах. На восточных островах растения производят те же алкалоиды, что и современные культивируемые. На западных островах с бедной почвой растут томаты, содержащие алкалоиды, характерные для баклажанов, существовавших миллионы лет назад. Различия в алкалоидах сводятся к стереохимии и расположению в трехмерном пространстве атомов. Разница в алкалоидах связана с их стереохимией и трехмерным расположением атомов. Две молекулы с одинаковыми атомами могут вести себя по-разному в зависимости от их структуры.

Исследователи изучили ферменты этих алкалоидов и обнаружили, что достаточно изменить всего четыре аминокислоты в одном ферменте, чтобы структура молекулы стала такой же, как у далекого предка.

Результаты генетических и химических исследований указывают, что растения томатов с западных островов Галапагосского архипелага возвращаются к своему древнему состоянию. Давно утраченные черты проявляются вновь.

Ученые полагают, что такого рода изменения со временем могут происходить не только с растениями, но, теоретически, и с другими видами, если условия окружающей среды изменятся достаточно сильно.

Полученные в ходе исследования знания могут помочь в разработке биологических средств, повышающих устойчивость растений к вредителям.

Альтернативой химическим пестицидам является использование микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в качестве биозащиты. Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования по поиску и оценке различных микроорганизмов в качестве агентов биологической борьбы.

Источник: Adam Jozwiak et al, Enzymatic twists evolved stereo-divergent alkaloids in the Solanaceae family, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59290-4