تحوي العديد من أجناس الباذنجانيات على قلويدات قوية، وبعضها شديد السمية، مثل ثمرة “ست الحسن” أو بمسماها العلمي “أتروبا بيلا-دونا”، وقد ارتبطت بعض هذه النباتات بحالات تسمم تاريخية، بل يُشاع أنها استُخدمت في اغتيال الإمبراطور الروماني الشهير أوغسطس وفقا لكلية الأطباء الملكية في إدنبره.
والمفارقة أن بعضا من أكثر الثمار استهلاكا يوميا تنتمي إلى هذه الفصيلة النباتية، مثل البطاطس والطماطم والباذنجان والفلفل الحار.
والقلويدات هي مركبات عضوية نيتروجينية تنتجها بعض النباتات والفطريات وحتى بعض الكائنات الحية الدقيقة كجزء من دفاعها الكيميائي ضد الآفات والحيوانات العاشبة. وتتميز القلويدات عادة بخصائصها الفسيولوجية القوية، التي قد تكون سامة أو دوائية، وتؤثر على الجهاز العصبي للبشر والحيوانات.
وتنتج هذه الفصيلة النباتية سيئة السمعة مركبات كيميائية سامة يُطلق عليها “الغلايكو ألكالويدات الستيرويدية”، وهي مواد كيميائية تؤثر على أغشية الخلايا، وقد تسبب حالات تسمم خطيرة في الحيوانات والبشر.
حتى البطاطس، على الرغم من كونها محصولا غذائيا رئيسيا حول العالم، تحتفظ بقدرتها على زيادة إنتاج هذه المركبات عند تعرضها للتلف أو لكميات كبيرة من الضوء، مما يجعل البطاطس الخضراء أو النابتة مصدر خطر محتمل.
وتنتمي الطماطم إلى هذه السلالة السامة نفسها، وكان يُعتقد قديما لفترات طويلة أنها نبات سام، فثمارها الخضراء غير الناضجة تحتوي بالفعل على مركبات سامة ذات مذاق مرّ، لكنها تخضع لتحول مذهل أثناء نضوجها، مما يجعلها آمنة للأكل.
وتكشف دراسة حديثة منشورة في دورية “ساينس أدفانسس”، قادها عالم الأحياء فينغ باي من جامعة سيتشوان الصينية، عن الآليات الجينية والمسارات البيولوجية الدقيقة التي تمكّن الطماطم من تحويل سمومها الطبيعية إلى مركبات مستساغة وغير سامة.
كيف أصبحت الطماطم صالحة للأكل؟
يكمن سر هذا التحول الدرامي والمثير في عملية نضج النبات، فعلى غرار بقية ثمار الباذنجانيات، تُنتج الطماطم في مراحلها الأولى مستويات عالية من الغلايكو ألكالويدات السامة كوسيلة دفاعية ضد الحيوانات العاشبة. لكن مع نضوج الثمرة، تتحلل هذه المركبات المرة إلى جزيء أقل سمية يُعرف باسم “إسكوليوسيد إيه”.
وقد اكتشف الفريق البحثي أن هذه العملية تخضع لتنظيم دقيق عبر تعديلات جينية خارجية، وتحديدا من خلال بروتين يُعرف باسم “دي إم إل 2”. يؤدي هذا البروتين دورا رئيسا في “عملية إزالة الميثيل”، وهي آلية تُزيل الإشارات الجزيئية من المادة الوراثية، مما يسمح بتنشيط الجينات المسؤولة عن إزالة السموم.
عندما عطّل الباحثون الجين المسؤول عن إنتاج بروتين “دي إم إل 2″، فشلت الطماطم في تحطيم مركبات الغلايكو ألكالويدات السامة، مما أبقى على مذاقها المر وسميتها المحتملة.
ومن خلال مقارنة هذه التغيرات الجينية بين أنواع مختلفة من ثمار الباذنجانيات، وجد الفريق البحثي أن عملية إزالة الميثيل أصبحت أكثر وضوحا خلال التطور الزراعي للطماطم، مما ساهم في جعل ثمارها أكثر أمانا للاستهلاك.
سمح هذا التغيير التطوري للطماطم البرية، التي كانت صغيرة الحجم وتشبه التوت، بالتطور إلى ثمار كبيرة حمراء وحلوة كما نراها اليوم. ومن المثير للاهتمام أن هذه العملية نفسها أدت أيضا إلى تقليل إنتاج المركبات السامة في الطماطم الخضراء، مما جعل حتى الثمار غير الناضجة آمنة للاستهلاك بشكل معتدل.