Sebbene questo fosse secoli prima che la gente sapesse qualcosa sui geni, mutazione ed eredità, gli agricoltori in Mesoamerica (dove probabilmente i pomodori furono coltivati ​​per la prima volta) sapevano che piantare semi di questa particolare pianta avrebbe potuto dare loro pomodori più grandi. Ed è esattamente quello che hanno fatto.

All'inizio del 16 ^ns secolo, gli spagnoli portarono in Europa quello che oggi conosciamo come il pomodoro bistecca, e da lì, la pianta si diffuse presto in tutto il mondo. Non è stato fino al mese scorso, anche se, quando un team di scienziati ha pubblicato un articolo in Genetica della natura , che abbiamo imparato come la bistecca originale sia diventata così grande in primo luogo.

“Abbiamo trovato una serie di geni e un meccanismo di controllo per determinare quante cellule staminali vengono prodotte nella pianta, "dice il dottor Zach Lippman, professore associato presso il Cold Spring Harbor Laboratory e l'autore corrispondente dello studio. "[Ora] comprendiamo le parti fondamentali del sistema di controllo".

Nei termini più semplici, i pomodori e tutte le altre piante da fiore hanno set di geni che regolano la produzione di cellule staminali. Uno di questi geni incoraggia la produzione di cellule staminali, mentre l'altro, noto come CLAVATA, lo inibisce. I due generalmente raggiungono un felice equilibrio, con conseguente quantità "giusta" di cellule staminali. Con troppo pochi, la pianta non crescerebbe abbastanza; con troppi, diventerebbe un caos caotico.

Secondo Lippman, questo meccanismo genetico che regola le cellule staminali funziona come un quadrante piuttosto che un interruttore della luce. Reprimete un po' il gene CLAVATA e otterrete più cellule staminali; reprimerlo ancora un po', e ottieni ancora più cellule staminali. Nel caso del pomodoro bistecca, la mutazione genetica che ha attirato l'attenzione dei mesoamericani ha girato casualmente questo quadrante delle cellule staminali in modo che le piante crescessero pomodori più grandi ma non subissero effetti negativi.

Tieni presente che siamo nell'età dell'oro delle zucche giganti. Il record mondiale è stato battuto ogni anno tranne uno dal 1998, durante il quale è andato alle stelle da 1, 061 sterline agli incredibili 2 dell'anno scorso, Esemplare da 323 libbre proveniente dalla Svizzera.

Poiché tutte le piante da fiore utilizzano questo stesso meccanismo di regolazione delle cellule staminali, questi risultati hanno portato Lippman e i suoi colleghi a chiedersi se questo quadrante delle cellule staminali genetiche potesse essere regolato in altre piante. Come in, Sapere perché i pomodori bistecca sono così grandi aiuterà gli allevatori e gli scienziati ad aumentare i raccolti in altre importanti colture alimentari?

Nel caso di qualcosa come il mais, la risposta sembra essere forse, anche se altri fattori complicano le cose.

CLAVATA regola le cellule staminali nel "meristema dell'orecchio" della pianta di mais, ” che è il tessuto che alla fine si sviluppa in una spiga di grano. Sopprimere l'influenza di CLAVATA aumenterebbe infatti il ​​numero di cellule staminali in questo meristema dell'orecchio e potenzialmente si tradurrebbe in una spiga di grano più grande, dice il dottor David Holding, un professore associato presso l'Università del Nebraska-Lincoln che ha familiarità con la ricerca di Lippman. Ma il principale motore dell'enorme resa del mais, lui dice, è lo stretto, disposizione efficiente di file e chicchi sulla spiga, non la dimensione complessiva dell'orecchio.

Aumentando le cellule staminali nel meristema, Tenendo speculato, probabilmente "introdurrebbe differenze morfologiche che si traducono in una forma anomala dell'orecchio, che riduce la capacità dell'orecchio di imballare i chicchi così strettamente. "

Allo stesso tempo, uno dei colleghi di Lippman al Cold Spring Harbor Laboratory, Dottor Dave Jackson, ha anche pubblicato una ricerca che mostra che i cambiamenti nei geni che regolano le cellule staminali nel mais Potere dacci il meglio di entrambi i mondi:orecchie più grandi con regolari, righe diritte. (Jackson e Lippman sottolineano entrambi l'importanza della messa a punto quando si tratta di aumentare le cellule staminali nel meristema. Mentre una mano pesante è certamente un male per la pianta, la destra, il tocco leggero sembra aumentare le dimensioni e la resa dei frutti.)

“La conoscenza di questi percorsi è molto rilevante per tutte le colture, "dice Jackson, chi pensa che questa comprensione in via di sviluppo della regolazione delle cellule staminali vegetali potrebbe effettivamente aiutare a incrementare la produzione alimentare in futuro.

Il dottor Zach Lippman con la sua zucca gigante, 2007

Nessuna discussione sulle verdure di grandi dimensioni sarebbe completa, anche se, senza parlare di verdure DAVVERO grandi. E interessante, se non fosse per lo sport della coltivazione della zucca gigante, l'umanità potrebbe essere ancora all'oscuro del meccanismo CLAVATA che Lippman e i suoi colleghi hanno appena descritto.

"Non sarei seduto qui in questo momento a fare questa ricerca che faccio se non avessi iniziato a coltivare zucche giganti quando avevo 13 anni, "dice Lippman, che gli è stato presentato da un leader dei boy scout.

Tieni presente che siamo nell'età dell'oro delle zucche giganti. Il record del mondo è stato battuto ogni anno tranne uno dal 1998, durante il quale è andato alle stelle da 1, 061 sterline agli incredibili 2 dell'anno scorso, Esemplare da 323 libbre proveniente dalla Svizzera.

Per quanto ne sa Lippman, nessuno ha studiato se le zucche giganti debbano parte delle loro grandi dimensioni alla stessa mutazione CLAVATA che ci ha dato i pomodori bistecca. Ma poiché le zucche giganti usano anche il gene CLAVATA per regolare la produzione di cellule staminali, sembra possibile che manipolandolo si possano rendere le zucche ancora più grandi.

Un modo per attivare il quadrante di CLAVATA sarebbe utilizzare la stessa tecnica di editing genetico all'avanguardia che è stata controversamente utilizzata all'inizio di quest'anno dagli scienziati cinesi per modificare gli embrioni umani non vitali. Questo è puramente ipotetico a questo punto. Lippman, la cui ricerca futura continuerà ad esaminare altri aspetti della regolazione delle cellule staminali nei pomodori, ridacchiò all'idea di cercare finanziamenti per la ricerca per ingegnerizzare geneticamente una zucca ancora più grande. Ma se poteva arraffare i soldi, sarebbe divertente, lui dice.

“Penso che [sarebbe] un esperimento interessante, proprio come prova di principio, "dice Lippman, pur riconoscendo la diffidenza del pubblico nei confronti della modificazione genetica. “[Ma] probabilmente strofinerebbe le persone nel modo sbagliato, e lo capirei».

Diversi coltivatori di ortaggi giganti contattati da Contadino moderno erano aperti all'idea di giganti geneticamente modificati.

“Penso che sarebbe piuttosto bello, "dice Andy Wolf, presidente del Great Pumpkin Commonwealth, che sancisce record mondiali per zucche giganti e altri ortaggi. "La maggior parte dei ragazzi sta sperimentando qualcosa... cercando di ottenere un vantaggio su tutti gli altri".

Se quel vantaggio dovesse arrivare attraverso l'ingegneria genetica, Wolf non avrebbe un cavillo personale con esso. Nella cultura open source delle zucche giganti, Aggiunge, i coltivatori si scambiano regolarmente i semi, consigli e informazioni. Se una zucca gigante adattata con CLAVATA dovesse irrompere sulla scena e battere il record mondiale, il prossimo anno, i coltivatori di tutto il mondo utilizzerebbero i suoi semi. E così continuerebbe la marcia costante del progresso della zucca gigante.

Torniamo ora al pomodoro. L'autunno scorso, nel ruolo di Lippman et al. stavano preparando la loro carta, un uomo di Ely, Minnesota, di nome Dan MacCoy ha battuto un record mondiale di 28 anni coltivando un pomodoro da 8,41 libbre. L'allevamento, chiamato Grande Zac, è stato sviluppato incrociando due diversi pomodori bistecca cimelio.

MacCoy ha già altre 11 piante di Big Zac in crescita in questa stagione. Pensa che una nuova tecnica di potatura che ha sperimentato l'anno scorso potrebbe essere la chiave per infrangere la scoraggiante barriera di 10 libbre del mondo del pomodoro. Ma se gli scienziati girassero il quadrante delle cellule staminali proprio così in una pianta di pomodoro Big Zac, MacCoy sarebbe "di sicuro" pronto a provarlo.

“Sono un giardiniere del cortile piuttosto semplice, " lui dice. "Non entro molto nella parte scientifica... Qualunque cosa dia i frutti più grandi funziona per me".

Quell'approccio ha funzionato per quell'agricoltore ormai dimenticato in Mesoamerica, anche – a cui il mondo intero ha un grande debito di grazie.