“감자의 조상은 토마토였다?”…진화가 만든 완벽한 작물

감자는 약 900만 년 전, 토마토와 에투베로숨이라는 야생 식물이 교배해 탄생한 것으로 밝혀졌다. 이번 연구는 감자의 유전체 분석을 통해 진화의 기원을 최초로 규명했다. (사진=게티이미지)

감자가 약 900만 년 전, 토마토와 야생 식물의 교배로 탄생했다는 연구 결과가 나왔다.

지난달 31일 국제학술지 ‘Cell’에 실린 논문에 따르면, 감자의 진화 비밀이 유전체 분석을 통해 처음으로 밝혀졌다.

■ 미스터리였던 감자의 기원

사진=게티이미지

감자는 약 1만 년 전 안데스 산맥에서 처음 재배됐다. 그러나 그 이전, 감자가 어떤 식물에서 비롯됐는지는 오랫동안 풀리지 않은 수수께끼였다.

식물은 화석으로 잘 남지 않아 진화 계통을 추적하는 데 어려움이 컸기 때문이다.

이 미스터리를 풀기 위해 중국과 영국 연구진이 손을 잡았다. 이번 연구에는 런던 자연사박물관, 에든버러왕립식물원, 중국농업과학원 선전농업유전체연구소 등이 참여했다.

■ 유전자 속에 숨겨진 감자의 비밀

사진=챗GPT

연구팀은 야생과 재배된 감자 450종의 유전체를 정밀 분석했다. 그 결과, 감자의 조상은 토마토와 ‘에투베로숨’(Etuberosum)이라는 야생 식물이라는 사실이 밝혀졌다.

에투베로숨은 감자와 같은 가지과에 속하며, 주로 아시아 일부 지역에 자라는 야생 식물로, 덩이줄기를 만드는 특징이 있다.

약 1400만 년 전, 토마토와 에투베로숨은 같은 조상에서 갈라져 나온 ‘형제자매’ 같은 관계였다.

사진=Cell

이후 약 900만 년 전, 환경 변화로 두 식물이 한곳에 모였다. 벌의 도움으로 두 식물의 유전자가 섞이며 새로운 식물, 즉 감자가 태어났다.

토마토가 제공한 ‘SP6A’ 유전자는 줄기를 덩이줄기로 바꾸는 신호를, 에투베로숨이 준 ‘IT1’ 유전자는 줄기 성장 방향을 조절해 땅속에 영양 저장 기관을 만드는 역할을 했다.

이 두 유전자의 결합이 감자의 덩이줄기 탄생 비밀이었다.

■ 감자의 현재와 미래

사진=게티이미지

오늘날 감자는 밀, 쌀, 옥수수와 함께 세계 인구 80% 이상이 의존하는 주요 작물이 됐다.

하지만 감자는 덩이줄기 절편을 이용해 번식하다 보니 유전적 다양성이 낮아 병충해에 취약하다.

연구팀은 “이번 유전자 발견은 감자 번식 방식을 개선하고, 병충해에 강한 품종 개발에 기여할 것”이라며 “씨앗 감자 개발은 기후 변화에 대응하는 데도 중요한 역할을 할 것”이라고 설명했다.

또 “감자의 기원을 밝혀 감자 품종 개선에 새로운 길을 열었다“며 ”이번 연구는 수천만 년 전 자연의 우연과 진화의 신비를 보여주는 중요한 발견”이라 평가했다.

최강주 기자 gamja822@donga.com