馬鈴薯（potato，Solanum tuberosum）不只是薯條的原料，還是世界第三大主食作物，僅次於稻米與小麥。它與玉米、小麥和稻米合計供應了人類約八成的熱量來源。高產、能適應多種氣候、且塊莖能長時間儲存這些優點，讓馬鈴薯成為養活全球數十億人口的關鍵作物之一。
為了回答這個問題，研究團隊展開了一場大規模的基因體研究。他們蒐集並分析了來自茄科（Solanaceae）家族的超過128個雙倍體基因體，涵蓋了馬鈴薯所屬的 Petota 譜系、番茄（Tomato）譜系、Etuberosum 譜系（這個譜系的植物能產生地下莖，但不像馬鈴薯那麼「巨」），還有3個作為對照的外群植物。這是目前為止對馬鈴薯親緣背景最完整、最廣泛的基因體研究。
結果相當驚人！他們發現，馬鈴薯並非由單一路徑演化而來，而是約在800到900萬年前，由「番茄家族的某個祖先」與「Etuberosum族的某個祖先」發生了一次異種雜交後誕生的混血後代。
這個混血事件發生在南美洲安地斯山區剛好快速隆起的地質時期，為新生後代提供了多樣棲地的演化舞台。
但更神奇的是——
在植物中，大多數異種雜交都會伴隨染色體加倍（成為異源多倍體，如小麥、玉米），否則後代無法正常進行減數分裂，幾乎注定不育。
然而，馬鈴薯卻打破這個規則。
基因體分析顯示，它是透過「同倍體雜交與種化」（homoploid hybrid speciation）誕生的，也就是在兩個物種發生雜交後，雖未發生染色體加倍（它的染色體還是只有12對、24條，2n = 24），卻仍演化出一個具穩定繁殖能力與明確分化的新物種譜系。
但是，染色體沒加倍，就會造成減數分裂時無法發生同源染色體配對；也就是說，這個「混血王子」便無法產生後代。那麼，馬鈴薯的祖先是如何克服這個困境的？
研究團隊推測，雜交初期的馬鈴薯祖先可能真的無法產生種子，但是「無巧不成薯」--來自兩個譜系的互補基因組剛好觸發了一個關鍵創新：塊莖的形成。
他們推測，來自番茄譜系的 SP6A 和 GIGANTEA（GI）基因參與光週期訊號的調控，而來自 Etuberosum 譜系的 PHYB、IT1 和 CLF 等基因則調節地下莖與側芽的分化。這些基因在雜交後重組，建立了一套全新的調控網絡，使 stolon 末端得以膨大成為塊莖。
這些塊莖不只是儲存器官，更能透過營養繁殖穩定傳代，即使無法有性生殖也能倖存。這讓馬鈴薯的混血後代有時間在環境中擴散、累積突變，並逐漸恢復部分有性生殖能力，最終演化出我們今天看到的107種野生馬鈴薯與一個被人類馴化的主食作物。
為了證實這個假設，研究團隊以基因編輯將SP6A、GI、PHYB、IT1、CLF給「砍」掉（即剔除），結果發現，少了這些基因，的確會大幅影響馬鈴薯的塊莖形成。SP6A 是類似 FT 的花期轉換基因，在馬鈴薯中轉而促進塊莖生成；GI 則調節日長感應；PHYB 是光敏素；IT1 和 CLF 則參與芽點活化與表觀遺傳調控。這些基因的跨譜系重組，讓馬鈴薯得以建立塊莖形成的新機制。
現代馬鈴薯的基因體中，大約有60％的基因來自 Etuberosum 譜系，40％來自番茄譜系，這種穩定的混合基因組構成了它得以成功繁衍與適應多樣環境的遺傳基礎。
這也說明了一件事：
「番茄不是馬鈴薯的祖先。」
它們的確有親緣關係，但更準確地說，它的祖先是馬鈴薯祖先的來源之一。在幾百萬年前，番茄族的某個祖先與 Etuberosum 譜系的某個祖先發生了異種雜交，共同締造了馬鈴薯家族的誕生。真正讓馬鈴薯成為今日重要作物的，是一場偶然的混血事件、一次創新的塊莖演化，以及漫長演化史中的堅韌與適應力。
看到某食農粉專寫「番茄是馬鈴薯的祖先」，甚至還進一步說「番茄是媽媽」，真的很叫人無言。身為科普作者，趣味與過度解釋之間的分寸，還是應該要小心拿捏的。
我們沒辦法知道八九百萬年前到底誰貢獻了花粉、誰貢獻了胚珠，因為這兩類植物並不是雌雄異株。不過，連紐約時報都來個「馬鈴薯是九百萬歲的番茄」...唉。
參考文獻：
Ma, Z., Gagnon, E., Jia, Y., Cheng, L., Bao, Z., Liu, Z., Wu, Y., Hu, Y., Lian, Q., Lin, W., Wang, N., Ye, K., Wang, H., Zhang, J., Zhou, Y., Liu, L., Li, S., Lucas, W. J., Särkinen, T., Knapp, S., Rieseberg, L. H., Liu, J., & Huang, S. (2025). Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage. Cell, 188(18), 1–17. https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.034
