La pomme de terre: écraser, cuire, faire frire… peu importe comment vous la coupez, la pomme de terre est la manifestation même de tout ce qui est ordinaire.
Et pourtant, la pomme de terre domestique et tous ses parents sauvages ont longtemps hébergé un mystère génétique. « Nous ne savions pas d'où venait toute la lignée de pommes de terre », dit Sandy Knappbotaniste au Natural History Museum de Londres.
Les scientifiques ont su que les pommes de terre sont les plus étroitement liées à deux groupes de plantes – les tomates et un groupe de trois espèces appelées Etuberosum. « Ils sont très mignons », explique Knapp. « Ils ont des fleurs violettes. Ils sont vraiment adorables. »
Mais voici l'énigme: certains gènes suggèrent que les pommes de terre étaient plus étroitement liées aux tomates, tandis que d'autres gènes donnaient l'impression que les pommes de terre et l'Etuberosum avaient la relation plus étroite. Lequel était-ce? L'incertitude a gomme notre capacité à dessiner un arbre généalogique pour ces légumes féculents et tous leurs proches.
« Cela signifie qu'il se passe quelque chose de drôle », explique Knapp. « Quand quelque chose ne tombe pas tout à fait correctement, c'est là que se trouve la biologie passionnante. »
Dans un article du Journal, Knapp et ses collègues suggèrent que la raison de la confusion était due à un ancien événement de croisement entre les ancêtres des tomates et de l'Etuberosum qui ont donné naissance à la lignée de pommes de terre. Et cela s'est produit au bon moment pour que les pommes de terre prennent en charge de vastes étendues de nouveaux habitats à haute altitude se formant dans les Andes.
Les chercheurs espèrent que les résultats indiqueront la création d'un plus grand taxe – une pomme de terre qui pourrait être élevée avec des graines pour avoir des traits favorables qui pourraient les aider à résister à certains défis allant de la maladie au changement climatique.
Une union chanceuse
Knapp fouille dans sa cuisine, en tenant finalement une petite pomme de terre parfaitement respectable. « Celles-ci sont vraiment bonnes bouillies », dit-elle.
« Donc, toutes les pommes de terre que nous mangeons », poursuit-elle, « celles qui sont rouges, celles qui sont peu comme ça, les grandes, celles que nous faisons en chips, toutes sont une espèce que nous avons domestiquée qui est partie dans le monde entier. »
Cette espèce est originaire des Amériques, où aujourd'hui il existe 107 espèces sauvages. Et les structures spéciales que toutes ces plantes de pommes de terre produisent – la partie de la plante que nous achetons, cuit et beurre – sont des tubercules souterrains.
« C'est un moyen pour une plante de stocker l'amidon », dit Knapp, « et, d'une certaine manière, persistent à travers des saisons qui ne sont pas bonnes pour la croissance. »
Ce qui est perplexe, c'est que ni les tomates ni Etuberosum – les plus proches de la pomme de terre – n'ont des tubercules.
Knapp et ses collègues sont donc allés creuser des réponses. Premièrement, ils ont séquencé les génomes de, entre autres, une poignée de plantes Etuberosum, de certaines tomates et de nombreuses pommes de terre sauvages et domestiquées. Les chercheurs disent que c'est l'analyse la plus exhaustive des génomes de pommes de terre jamais effectués.
Étonnamment, ils ont constaté que les pommes de terre ont un mélange équilibré de gènes des tomates et de l'Etuberosum. Cela suggère qu'il y a longtemps, les ancêtres de ces deux groupes ont hybridé. Autrement dit, ils se sont entendus pour créer un nouveau type de plante, qui pourrait faire quelque chose dont aucun parent n'était capable de cultiver.
« C'est très important », dit Yiyuan dingun doctorat bioinformatique. Étudiant à la Huazhong Agricultural University et auteur principal du journal, car c'est ainsi qu'une toute nouvelle lignée de plantes est devenue et comment l'ancêtre des pommes de terre modernes est né.
« C'est un événement fortuite », explique Knapp. « C'est la chose à propos de l'évolution … parfois les choses fonctionnent, et parfois elles ne le font pas. Et nous avons beaucoup de chance dans ce cas que celui-ci a fonctionné … parce que sinon nous n'aurions pas de pommes de terre. »
Conquête des Amériques par Tuber
Dans une autre expérience, lorsque les chercheurs ont pris des plantes de pommes de terre et ont éliminé un gène clé qui provenait de la tomate ou d'un autre gène clé provenant d'Etuberosum, la pomme de terre a eu du mal à faire ses tubercules caractéristiques.
Cela signifiait que « ni les tomates ni Etuberosum n'ont de tubercules, mais les deux ensembles de gènes qui font des tubercules proviennent de chacun de ces deux parents », explique Knapp. Il s'avère que la tubérisation est un trait complexe contrôlé par plusieurs gènes dont la pomme de terre a hérité.
Les scientifiques disent que l'événement de métier de connexion s'est produit il y a environ 9 millions d'années, ce qui s'est avéré être un excellent timing pour la pomme de terre. C'est à ce moment que les Andes se formaient et que beaucoup d'habitats à haute altitude froids et secs apparaissaient.
Les tomates auraient eu du mal à survivre dans les montagnes car elles préfèrent les conditions chaudes et sèches. Idem pour Etuberosum, qui s'épanouit dans les zones froides et humides.
Mais si la nouvelle lignée de pommes de terre ressemblait à les pommes de terre d'aujourd'hui, qui sont heureuses de pousser dans des conditions froides et sèches, ces plantes auraient été bien adaptées à la vie en montagne.
« Les pommes de terre combinaient le meilleur des deux mondes et ont spécifié de manière explosive dans les Andes », explique Knapp. « S'il y a une plante qui peut envahir et en profiter, alors ça va. »
L'exploitation réussie par la pomme de terre de l'habitat alpin a probablement été rendue possible par ses tubercules, qui pouvait stocker l'énergie et persister dans les montagnes nouvellement fabriquées, attendant leur temps jusqu'à ce que les conditions deviennent plus favorables.
Le « tubercule est une bonne arme » contre les conditions durs à haute altitude, explique Zhiyang Zhang, un doctorat de génétique végétale. Étudiant à l'Académie chinoise des sciences agricoles et chercheur principal sur l'étude. « Et lorsque l'environnement s'améliore, vous pouvez (reproduire) rapidement. »
Ensuite, il y a seulement six et sept mille ans, des gens près du lac Titicaca en Amérique du Sud actuelle ont domestiqué une seule espèce. Cela a donné naissance à toutes les variétés de pommes de terre que nous consommons aujourd'hui, transformant les tubercules accidentels en autre chose – « un cadeau pour les humains », explique Zhang.
Rendre la pomme de terre extraordinaire
Les résultats peuvent également avoir une application pratique. Les pommes de terre ne sont pas actuellement plantées de graines. Au lieu de cela, les agriculteurs utilisent de petits morceaux de pomme de terre dans le sol pour créer de nouvelles plantes de pommes de terre. « Mais cela signifie qu'il est génétiquement identique à toutes les autres pommes de terre », explique Knapp, « ce qui le rend très vulnérable aux maladies » et à d'autres menaces.
Mais cette étude pourrait ouvrir la voie à une approche différente.
« Nous pouvons utiliser la tomate ou l'Etuberosum pour peut-être faire du génie génétique pour améliorer la pomme de terre », explique Knapp. Une telle amélioration permettrait à la plante de produire des graines fiables que les agriculteurs pourraient utiliser pour élever des pommes de terre résistantes aux parasites, un climat changeant et d'autres défis environnementaux.
Autrement dit, « la tomate peut être l'avenir de (la) pomme de terre », explique Zhang.
« L'origine des pommes de terre (est) incroyable », explique Iris Peralta, agronome de l'Université nationale de Cuyo en Argentine qui n'a pas été impliquée dans la recherche. « Vous aviez deux choses et quelque chose de complètement différent a émergé. »
Peralta est heureux de voir des outils génomiques modernes appliqués à la résolution de ce mystère entourant l'histoire d'origine de la pomme de terre. Et elle croit que ce type d'événement d'hybridation a probablement créé d'autres lignées végétales également. « C'est un modèle que nous pouvons supposer que c'est un mécanisme important pour générer une variabilité », dit-elle.
Les auteurs de l'article sont d'accord. « Grâce à l'hybridation, vous pouvez générer de nombreuses (nouvelles) combinaisons en peu de temps », explique Zhang. « Et vous pouvez générer plus d'espèces pour adapter (à) des environnements modifiables. »
KNAPP ajoute: « L'hybridation est une véritable force dans l'évolution qui permet la libération de la variation, ce qui permet à la diversification et à l'évolution de se produire. »
Bien sûr, tous les événements de croisement n'ont pas produit de résultats aussi très réussis que la pomme de terre. De tels événements conduisent souvent à un raté.
Mais parfois, parfois, ils mènent à un spud.
