這可能是人類餐桌上最經(jīng)典的一對“CP”了 圖片來源：Freepik

你吃薯?xiàng)l喜歡蘸番茄醬嗎？在我們的餐桌上，番茄和土豆可謂是一對經(jīng)典的“黃金搭檔”，它倆在一起，有著1+1>2的美味升級。

這對搭檔在外表看起來風(fēng)馬牛不相及——前者多汁鮮紅，常以沙拉或醬料身份登場；后者埋于土中，是薯?xiàng)l與燉菜的靈魂。然而，科學(xué)家近期通過基因組分析發(fā)現(xiàn)，這兩種風(fēng)靡全球的作物，它們之間的親緣關(guān)系，可能超乎我們的想象。

植物學(xué)中的番茄與土豆

別看番茄與土豆的外表大相徑庭，但植物學(xué)家早就知道，它們其實(shí)是“親戚”，都是來自于茄科茄屬的植物。

番茄，是茄科茄屬的一年生草本植物。從植物學(xué)的解剖結(jié)構(gòu)來看，番茄的美味與它的生理構(gòu)造密不可分。我們食用的部分是這株植物的果實(shí)，它扎實(shí)、綿密的肉質(zhì)部分實(shí)際上是肥厚的中果皮；而那種標(biāo)志性的“爆漿”口感，則源于果實(shí)內(nèi)部的胎座。

掛在枝頭的番茄 圖片來源：大英百科全書

番茄果實(shí)的解剖圖 圖片來源：百度百科

而我們食用的土豆則是植物完全不同的部位。它并非植物的果實(shí)，也并非植物的根部，而是生長在地下走莖末端的地下塊莖。

塊莖是土豆植株的養(yǎng)分儲存庫，它在生物學(xué)上的核心使命是儲存淀粉以備繁殖。這就是為什么，土豆吃起來有一種獨(dú)特的軟糯口感，甚至帶有一種“沙沙”的感覺。

我們所吃的土豆，其實(shí)是它的塊莖 圖片來源：一畝田

基因組里的“秘密情書”：雜交如何發(fā)生？

最近，科學(xué)家通過比對基因組發(fā)現(xiàn)，讓我們現(xiàn)在能夠大飽口福的這兩種植物，背后有著一段不為人知的“血緣糾葛”。

在約900萬年前的南美洲，土豆來自于番茄和另一種茄科植物類馬鈴薯（Etuberosum）的天然雜交。

這次“跨界聯(lián)姻”就像是一次基因重組的大實(shí)驗(yàn)：土豆從類馬鈴薯那里繼承了約60%的基因，從番茄祖先那里繼承了約40%的基因。這種大規(guī)模的基因融合，為土豆家族帶來了全新的可能性。

Etuberosum 圖片來源：維基百科

這次雜交最神奇的成果，就是塊莖的出現(xiàn)。

研究發(fā)現(xiàn)，土豆長出塊莖并不是靠某一個天才基因，而是靠兩家親戚提供的基因共同協(xié)作：

番茄家族貢獻(xiàn)了一個名為 SP6A 的基因。在土豆體內(nèi)，這個基因變成了“警報器”，負(fù)責(zé)告訴植物：“環(huán)境合適了，快在地下長塊莖吧！”

類馬鈴薯家族貢獻(xiàn)了一個名為 IT1 的基因。它就像是地下工程的“施工員”，負(fù)責(zé)具體的塊莖塑形工作。

番茄與Etuberosum雜交形成塊莖類植物 圖片來源：Cell（2025）

對于塊莖的形成，這兩個步驟缺一不可。所以，番茄和類馬鈴薯各自攜帶著形成塊莖的一半“天賦”，卻遲遲無法兌現(xiàn)。直到當(dāng)這些來自不同家族的基因組合在一起時，奇跡發(fā)生了：原本只是普通地下莖的部位，開始瘋狂吸收養(yǎng)分并膨大，最終變成了我們今天見到的土豆。科學(xué)家通過基因編輯技術(shù)證明，如果關(guān)掉任何一個來自“遠(yuǎn)古親戚”的特定基因，土豆要么長不出塊莖，要么長得非常小。

土豆稱霸安第斯山脈：

雜交后代的“逆襲之路”

為什么這個雜交種族，后來成為了茄科中舉足輕重的一支呢？它們靠的就是塊莖帶來的生存優(yōu)勢。

在大約800萬年前，這些茄科植物所生長的地方，南美洲的安第斯山脈正在劇烈隆起。隨著海拔升高，氣候變得寒冷且干燥，季節(jié)性非常明顯。對于植物來說，地面上的日子越來越不好過。

而塊莖就像是一個“地下糧倉”，它不僅儲存了大量水分和淀粉，還讓土豆具備了無性繁殖的能力——即使種子在嚴(yán)寒中無法萌發(fā)，即使地上的莖葉枯萎了，地下的塊莖也能在春天到來時重新發(fā)芽。

沒有塊莖（左）和有塊莖（右）的馬鈴薯類物種 圖片來源：中國農(nóng)業(yè)

正是憑借這種從雜交中獲得的“生存黑科技”，土豆的祖先迅速適應(yīng)了高海拔的嚴(yán)酷環(huán)境，并爆發(fā)式地演化出了107個野生變種。這種強(qiáng)大的適應(yīng)力，也為后來人類馴化土豆并使其成為世界第三大主糧奠定了基礎(chǔ)。如果沒有番茄，如果沒有900萬年前那次偶然的雜交，有可能今天人類的食譜里根本就沒有土豆。

這項(xiàng)研究不僅解決了“土豆從哪來”的科學(xué)謎團(tuán)，更揭示了進(jìn)化的奇妙：以前人們認(rèn)為新物種的出現(xiàn)主要是物種分化，而土豆的故事告訴我們，雜交同樣是創(chuàng)造生物奇跡和進(jìn)化新器官的重要動力。

所以，土豆和番茄在人類的餐桌上能夠成為一對“頂流CP”，不僅是一種味道上的絕配，更是兩個古老的植物家族之間的“緣分”！

1.https://www.livescience.com/planet-earth/evolution/tomatoes-randomly-mated-with-another-plant-9-million-years-ago-the-result-potatoes#tdsub

2.https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00736-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867425007366%3Fshowall%3Dtrue

作者：蝌蚪君

審核：劉穎 李培元 張超 楊柳

審核專家：史軍 中國科學(xué)院植物學(xué)博士,正高級研究館員