Och även om tomater botaniskt sett är ett bär, en typ av frukt, anses dessa runda, röda (eller orange) läckerheter vara grönsaker i kulinariska syften på grund av deras välsmakande smak. Oavsett hur man skär den, skivar den eller tärnar den är det en ovanligt mångsidig frukt. Tomatfestivaler och tomatprovningar anordnas i mer än hälften av USA:s delstater och internationellt. Ira och George Gershwin förevigade till och med det dubbla uttalet av tomat i sin låt Let’s Call the Whole Thing Off från 1937: ”…You like tomato and I like tomahto”. Så vad mer kan vi möjligen lära oss om dem? Det visar sig att det finns en hel del.

Tomatens problem och omvandlingar

Skadegörare, miljöstress och sjukdomar har plågat denna frukt i årtusenden. Tidig och sen blånad, blossom drop och Anthracnose, tillsammans med andra vanliga svampar och abiotisk stress (blossom end rot och yellow shoulder) är några av de många problem som utmanar den ädla tomaten.

Den där perfekt röda, välsmakande sommartomaten är inte en tomat som odlas i sitt ursprungliga tillstånd. Om du skulle vrida klockan tillbaka cirka 6 000 år och plocka en tomat från vinstocken innan människan försökte domesticera den, skulle du kanske hamna i Ecuador eller Peru och äta små vilda tomater. Tekniskt sett är den odlade tomatens direkta vilda förfader Solanum pimpinellifolium. Dessa små frukter är nära släkt med de moderna frukter som du plockar upp på bondemarknader, i din CSA-påse eller i livsmedelsbutiker, men de är mycket mindre, som en mycket liten körsbärstomat. I dag har några av våra stora röda domesticerade tomater (som ”Iron Lady” och ”Defiant”) blivit genetiskt utvalda för att vara motståndskraftiga mot sjukdomar, men de har inte alltid den bästa smaken eller konsistensen. Finns det en möjlighet att välja egenskaper för motståndskraft mot sjukdomar och skadedjur och samtidigt förbättra smak och utseende? Professor Ana Caicedo och doktorand Jake Barnett tror att det mycket väl kan finnas.

En återförening mellan mor och barn?

Den vilda tomatens utveckling har fångat intresset hos doktoranden Jacob ”Jake” Barnett från UMass Amherst. Hans sommarforskning under 2019 har ägt rum i ett nytt växthus med hög tunnel vid universitetets Crop and Animal Research and Education Farm i South Deerfield. Barnett är särskilt intresserad av två ämnen: möjligheten att odla sydamerikanska tomater i Massachusetts och deras insektsresistens.

Hur får man tag på, planterar och studerar vilda fröer som blir allt svårare att hitta i naturen? Barnett kontaktade en fröbank vid University of California Davis, som är välkänd för sin samling av vilda arter och mutanter som används för forskning. Med början på 1940-talet samlade en särskilt framsynt forskare, Charley Rick, in och lagrade frön av vilda tomatarter som alla är inhemska i Sydamerika. Dessa ursprungliga tomatarter har tillsammans gener som ger ett naturligt genetiskt försvar mot skadedjur eller förmåga att tolerera olika typer av stress. Efter tusentals år av förädling har våra domesticerade tomater, som förädlats för att få färg och storlek, förlorat sin naturliga förmåga att motstå skadedjur. Barnett har i samarbete med professor Caicedo fyllt högtunneln med 280 friska tomatlinjer som han odlat från 40 frösorter.

Caicedo är den idealiska forskaren för att ge råd till Barnett på grund av sitt långvariga intresse för egenskaperna hos dessa vilda växter. År 2003 fick hon sin doktorsexamen från Washington University i St. Louis, där hennes forskning fokuserade på populationsgenetik av gener för sjukdomsresistens hos vilda tomater.

Barnetts mål är att kartlägga vilda tomatarter och två kommersiella sorter och utvärdera deras förmåga att växa under förhållanden i Massachusetts och deras potentiella motståndskraft mot skadedjur och sjukdomar.

Evolutionsbiolog och genetiker

Biolog eller genetiker? Som evolutionsbiolog är Caicedo både och. Hon förklarar att domesticering är ett exempel på en evolutionär process. Människan börjar med vilda växter och utövar ett selektivt tryck på dessa, ofta för tilltalande egenskaper, och efter många generationer slutar man med domesticerade växter. Att börja med en sak och sluta med en annan … det är evolution och det är hennes passion. För att en evolutionär förändring ska kunna ske måste det ske genetiska förändringar under hela processen. Ett resultat av domesticering är att växterna blir anpassade, det vill säga justerade, till den odlade miljön. Domesticerade växter måste fortfarande fortsätta att utvecklas. Klimatförändringar är ett dramatiskt exempel på en av de troliga miljöförändringar som växter måste anpassa sig till.

När forskarna ställer stora frågor om hur växter har utvecklats kopplar de samman egenskaper med genetik, det vill säga DNA-innehållet. Information från DNA används för att förstå hur olika växtgrupper och populationer är besläktade och hur de diversifieras. DNA avgör också vilka egenskaper olika växter har. På frågan om varifrån tomater kommer svarar Caicedo: ”Alla vilda tomater kommer från västra Sydamerika. Det finns endast 13 arter av vilda tomater som förekommer i olika livsmiljöer i Chile, Peru, Ecuador och Galapagosöarna. Galapagosöarna erbjuder ett vackert exempel på hur olika tomatarter kan vara; dessa rent vilda arter är nära besläktade med den lilla röda Solanum pimpinellifolium, men har varit separerade från dem i årtusenden, vilket har lett till många olika egenskaper.” Forskare har nu möjlighet att redigera önskvärda gener: man kan tänka sig att man använder en DNA-sax för att klippa ut en gen ur en sort och sätta in den i en annan. Det är som evolution i warpfart.

Varför är mångfalden så viktig? Caicedo säger: ”Vilda arter bär på användbara och önskvärda egenskaper. Vissa är salttoleranta, vilket skulle kunna vara mycket användbart när våra jordar blir fattigare. Vissa är torktoleranta, vilket är särskilt viktigt med tanke på de globala klimatförändringarna. Kyltoleranta arter, som några vilda tomater som växer i Anderna, har börjat användas som rotstockar.

”En fascinerande tomat som växer flitigt i South Deerfield har en ovanligt hårig stam. Denna art (Solanum habrochaites) tillverkar kemikalier mot insekter och har valts som grundstam eftersom den också kan överleva i hårda, kalla förhållanden.

”Att förstå de olika egenskaper som finns och försöka ta reda på vilka som är användbara för odling i den nordöstra USA-miljön är ytterligare ett övertygande skäl till att forska om vilda tomater. Vi lägger grunden för de riktningar vi kan gå.”

Digga in i tomatforskningen

I sin högtunnel i South Deerfield arbetar Barnett bland blomstrande tomatplantor, som är nästan dubbelt så höga som den här långa forskaren. Även om växterna blomstrar i en högtunnel är nästa steg att se om de kan växa utomhus i en naturlig miljö. Han arbetar med en rad vilda arter med olika tillväxtkrav från olika livsmiljöer i Sydamerika. Vissa är anpassade till ökenförhållanden, andra trivs i extremt kalla miljöer. Ö-tomater växer med mycket gles vegetation, och en handfull arter är anpassade till skogar. Att hålla dem alla nöjda är inte trivialt. Hans forskning kan i slutändan visa sig vara användbar för jordbruket i New England.

Barnett utforskar också produktionen av alkaloider (en kategori av droger, som koffein) i tomater. Alla växter i denna familj producerar alkaloider (i ”familjen” ingår även potatis och aubergine). Av särskild betydelse är tomatin, den alkaloid som produceras av tomater. Tomatin skyddar frukterna från svampar och Barnett undersöker hur tomatinhalten skiljer sig åt mellan olika arter och om det finns ett samband mellan tomatinhalten i växternas blad och i deras frukter.

Sluttligen bedömer han hur fruktfärgerna har förändrats under tomatens utveckling: varför vissa frukter är röda, andra orange eller gula och vissa är gröna när de är mogna. Detta kan kasta ljus över hur frön sprids av djur (fåglar attraheras mer av rött medan gnagare attraheras av gult, så frön sprids på olika sätt). Socker- och vatteninnehåll är egenskaper som kan påverka djurens spridning.

Den tråd som vävs genom Caicedos och Barnetts forskning är förståelsen av tomaternas mångfald och att hitta andra användningsområden för dem. Till exempel har gener för sjukdomsresistens från flera vilda arter förädlats in i de odlade tomater som vi köper i stormarknader. För flera decennier sedan möjliggjordes mekaniserad skörd av domesticerade tomater genom förädling av en egenskap som hittades hos vilda Galapagos-tomater och som gör det möjligt att dra av frukten från plantan utan en fastsittande stjälk.

Caicedo påpekade: ”Jag vill veta hur tomatarter har anpassat sig till sina olika miljöer och blivit olika. Varje gigantisk odlad tomat kommer ursprungligen från bedårande små tomater. Det tycker jag är fascinerande.” Viktig forskning om tomater kommer att fortsätta, eftersom den har utvecklats till att bli en av de mest åtråvärda och allmänt ätbara frukterna. Men med DNA-forskning och annan teknik som finns tillgänglig idag kommer det förmodligen inte att ta 6 000 år innan nästa stora kapitel skrivs.

– University of Massachusetts Amherst

Foto överst: Jacob Barnett i växthus med höga tomatplantor.