Подсолнечник (Helianthus) был любимым цветком Винсента ван Гога, который изобразил это растение семейства астровых в серии знаменитых натюрмортов, первая часть которой был написана в 1887 году в Париже, а вторая через год в Арле, украсив дом художника как раз к приезду его друга Поля Гогена.
Однако помимо эстетического значения эта серия ван Гога имеет еще и скрытое научное, обычно упускаемое из виду большинством поклонников его творчества:
на знаменитых натюрмортах художник увековечил мутацию, генетическая природа которой до сих пор оставалась тайной для ботаников.
Благодаря биологам из Университета штата Джорджия, чью статью публикует PLoS Genetics, тайна этой мутации раскрыта — теперь мы знаем, какой конкретно ген несет ответственность за необычный «общипанный» вид некоторых подсолнечников, вдохновлявших ван Гога более ста лет назад.
Впрочем необычным он кажется лишь далеким от садоводства горожанам, привыкшим к расхожему изображению подсолнечника в виде темного, утыканного семечками круга, декорированного желтыми лепестками. Те же, кто пробовал украшать подсолнечниками свои шесть соток, узнают в «общипанном» вангоговском подсолнечнике одну из его декоративных язычково-махровых разновидностей, или Helianthus ligulosus.
Действительно, самый распространенный (в том числе в естественных условиях) фенотип подсолнечника представляет собой круглое соцветие — корзинку (цветочную голову, ошибочно принимаемую за собственно цветок), снаружи окаймленную широкими, длинными цветками-«язычками», обычно бесплодными, а внутри заполненную сотнями (вплоть до двух тысяч) цветков трубчатой формы, способных производить семена.
У язычково-махровой разновидности подсолнечника, изображенной ван Гогом, пропорция цветков обратная: язычковые цветки преобладают над трубчатыми.
Исследуя генетическую природу этой мутации, группа биологов во главе с профессором биологии Джоном Берком, преподающим ботанику начинающим художникам и искусствоведам в Колледже наук и искусств Бенджамина Франклина при Университете штата Джорджия (США), использовал классический метод гибридизации растений, который практиковал еще современник ван Гога — Грегор Мендель, основоположник современной статистической генетики.
Скрестив обычную разновидность подсолнечника с язычково-махровой, биологи сперва установили, что за язычково-махровую мутацию несет ответственность один и тот же доминантный ген. Последующие скрещивания выявили еще одну мутацию этого гена, рецессивную, которая реже проявляется в фенотипе, так как подавляется его доминантным аллелем. Эта рецессивная мутация дает третью, промежуточную разновидность подсолнечника с преобладанием трубочных цветков над язычковыми. У садоводов она известна как трубочно-махровая, или Gelianthus tubulosus.
Геном, отвечающим за разный внешний вид подсолнечника, оказался HaCYC2.
Дальнейший сравнительный анализ генетических карт сотен разновидностей подсолнечника показал, что если у диких и наиболее распространенных форм растения этот ген не несет специфических мутаций, то у всех язычково-махровых наблюдается мутация на определенном участке гена, играющая роль «переключателя». Именно она запускает выполнение инструкций, дифференцирующих растительную ткань в язычковые цветки, которая, в отсутствие мутации, развивалась бы в трубочные. Соответственно, и более редкие трубочно-махровые разновидности подсолнечники тоже несут измененную копию HaCYC2, только на это раз переключатель работает в другую сторону, и растущие цветки дифференцируются в «трубочную» разновидность.
«Таким образом, нам удалось идентифицировать ген, мутация которого увековечены ван Гогом на его картинах»,
— с удовлетворением резюмирует профессор Берк.
Впоследствии эта доминантная мутация была отобрана садоводами искусственно с целью получения нового декоративного сорта подсолнечника — язычково-махрового мутанта, который по праву можно назвать «вангоговским».