Эволюция помидоров провернула колесо Сансары

Уррряяя, я нашёл способ вставлять ссылки на источники, пока не работает функционал маркированного списка литературы!

На молодых вулканических островах Галапагосского архипелага дикие томаты воскрешают химическую защиту, которую утратили миллионы лет назад. Статья в Nature Communications от 18 июня 2025 года — работа учёных из Калифорнийского университета в Риверсайде и Института Вейцмана — ставит под вопрос один из ключевых принципов эволюционной биологии: закон Долло.

Бельгийский палеонтолог Луи Долло сформулировал принцип необратимости в 1893 году: организм никогда не возвращается к прежнему состоянию, даже оказавшись в условиях, идентичных прежним. Однажды утраченный сложный признак не появляется заново в исходной форме. Ричард Докинз объяснял логику закона так: вероятность дважды пройти один и тот же эволюционный путь ничтожно мала. Птицы утратили зубы, змеи — конечности, китообразные — задние ноги; дельфины, вернувшись в океан, дышат воздухом и двигают хвостом совсем не так, как рыбы.

Молекулярный биохимик Адам Йожвяк и его коллеги обратили внимание на два вида диких галапагосских томатов — Solanum cheesmaniae и Solanum galapagense. Все паслёновые — томаты, картофель, баклажаны, перцы — вырабатывают алкалоиды, горькие соединения против насекомых, грибков и травоядных. Учёные проанализировали 56 образцов с разных островов и обнаружили неожиданную картину: на восточных, более древних островах томаты производили те же алкалоиды, что и культурные сорта, а на молодых западных — Изабеле и Фернандине — растения переключились на другую химию. Молекулярный профиль западных алкалоидов оказался ближе к баклажану, далёкому родственнику по семейству; таких соединений у томатов не встречали миллионы лет.

Ключ — в стереохимии, пространственном расположении атомов. Два соединения с одинаковым составом работают по-разному, если их трёхмерные конфигурации не совпадают. Учёные выявили фермент GAME8, который в норме присоединяет химическую группу строго определённой формы. Четыре аминокислотные замены в GAME8 у томатов западных островов перевернули конфигурацию обратно к предковому варианту. Проверка прошла на табаке: ген с мутациями ввели в растения, и те начали синтезировать древний алкалоид.

Почему переключение произошло именно на западе архипелага? Фернандина и Изабела — самые молодые острова с бедной вулканической почвой, скудной растительностью и жёстким климатом. «Возможно, предковая молекула обеспечивает лучшую защиту в суровых западных условиях», — полагает Йожвяк. Хотя Галапагосы славятся нехваткой хищников для животных, на растения привилегия не распространяется: насекомые и грибки атакуют по-прежнему. Изменение охватило целые популяции, а не единичные экземпляры — свидетельство мощного давления отбора.

Термин «обратная эволюция» вызывает споры среди биологов. Профессор Эрик Хааг из Мэрилендского университета замечает: «У эволюции нет предопределённой цели, поэтому говорить о "вперёд" и "назад" проблематично. Изменение — и есть изменение». Вместе с тем он признаёт: работа бросает вызов закону Долло, поскольку конкретные аминокислотные замены у галапагосского вида совпадают с теми, что характерны для гораздо более далёких предков. Сам Йожвяк формулирует аккуратно: хотя «де-эволюция» звучит эффектно, перед нами эволюция, повернувшая вспять.

Принцип Долло оспаривали и раньше. Зубы на нижней челюсти, которые предки лягушек утратили более 200 миллионов лет назад, заново выросли у сумчатой лягушки Гюнтера — единственного вида с настоящими зубами на обеих челюстях. У палочников, по ряду филогенетических реконструкций, крылья развились заново после длительного бескрылого периода, хотя масштаб и механизм реверсии остаются предметом дискуссий. Современная биология трактует необратимость не как абсолютный закон, а как статистический принцип: повторное обретение сложного признака крайне маловероятно, но теоретически возможно; шансы падают с ростом сложности и давности утраты.

За фундаментальной наукой стоят и практические перспективы. «Четыре аминокислотные замены в ферменте GAME8 переключают стереохимию — настолько точной может быть манипуляция признаками, — говорит Йожвяк. — Теоретически генное редактирование CRISPR позволит вводить конкретные мутации и менять химические профили растений». Управление алкалоидами открывает путь к более устойчивым культурам, новым средствам защиты, а возможно, и лекарствам. Но главное — галапагосские томаты показали, что при достаточном давлении среды природа способна достать из генетического прошлого инструменты, которые считались потерянными навсегда.

Собственно, основные источники указаны в посте, плюс катализатором к написанию стал этот шортс.