Las primeras papas cultivadas fueron seleccionadas entre 7,000 y 10,000 años atrás por pobladores de los Andes, según los datos obtenidos con radiocarbono de restos fósiles de papas encontradas en el Cañón de Chilca de la sierra peruana41. A partir de dicha selección se generaron una gran cantidad de variedades cultivadas. Este proceso, cuando no se dio espontáneamente en la naturaleza, habría sido llevado a cabo deliberada o inconscientemente por el poblador altiplánico42.
Diversos estudios citogenéticos demuestran la existencia de una serie poliploide, con número basal x = 12, tanto en especies de papas silvestres como cultivadas. Esta serie poliploide varía desde las diploides (2n = 2x = 24) hasta pentaploides (2n = 5x = 60). La presencia de diploides en especies silvestres y cultivadas, sumado a la enorme cantidad de especies diploides en comparación con los demás grupos poliploides;
sugiere que la evolución de estas especies ha sido desde las diploides hasta las pentaploides. Por tanto, las especies diploides serían las más primitivas y las pentaploides las más recientes (Vásquez, 1988 citado por Soto9). La mayor parte de las especies silvestres presentan estolones largos, al final de los cuales se encuentran a los tubérculos. El tamaño de estos tubérculos varía desde unos cuantos milímetros (S. clarum, S. morelliforme) hasta varios centímetros, comparable con las especies cultivadas (S. burtonii, S. candolleanum). De igual modo su morfología varía desde tubérculos globosos hasta tubulares, ya sean rectos o curvos, y con varias formas intermedias43.
La dinámica evolutiva de las especies de papa cultivada, según Hawkes (1994)48, empezó con la especie diploide S. stenotomun, considerada la más primitiva de las papas cultivadas, la cual posiblemente se derivó de las especies silvestres diploides S. leptophyes o S. canasense, distribuidas en la misma región que ahora ocupa S. stenotomun (Figura 1).
Figura 1. Relaciones evolutivas de las papas cultivadas con sus ancestros silvestres y sus niveles de ploidia (Adaptado de Hawkes, 1990)10.
Una de las tendencias morfológicas selectivas en la domesticación de la papa fue la reducción de la longitud de los estolones, lo que favoreció la concentración de los tubérculos al pie del tallo y por lo tanto una menor demanda de tiempo y energía para su recolección. Asimismo, en su domesticación pudo estar implicada la selección de tubérculos menos tóxicos y con menores niveles de glicoalcaloides. En cuanto a la forma y color de los tubérculos los agricultores andinos mantuvieron una mayor variedad en las especies cultivadas con respecto a los observados en las
especies silvestres. Finalmente, se seleccionaron poblaciones con madurez temprana (precocidad), periodo de dormancia adecuado y resistencia a diferentes tipos de estrés abiótico, buscando siempre tubérculos de mejor sabor, mayor tamaño y producción. Estas características mencionadas son comunes en todas las especies de papa cultivada, a pesar del gran polimorfismo que existe entre ellas43, 44, 45, 46,47. Una hibridización natural de S. stenotomun con la especie silvestre S. sparsipilum, seguida de una duplicación cromosómica habría producido la especie tetraploide S. tuberosum subsp. andigena en los Andes centrales103. Sin embargo algunos investigadores consideran que las papas tetraploides andinas se habrían originado solo de S. stenotomun por simple duplicación cromosómica. Esta subespecie tetraploide fue llevada al sur de Chile por los antiguos habitantes andinos, donde empezó a adaptarse a días largos, allí fue donde evolucionó hacia la subsp. tuberosum. Probablemente en el trayecto desde los Andes centrales hacia las tierras bajas chilenas fue donde se dio origen a S. tuberosum subsp. tuberosum por medio de la hibridación de S. tuberosum subsp. andigena (como progenitor masculino) con una especie silvestre boliviana o argentina de S. tarijense, poseedora de factores para la esterilidad citoplásmica10, 104.
En cuanto a S. goniocalix surgió como una variante de S. stenotomun, presentando una alta diversidad desde el norte del Perú hasta el centro de Bolivia. Otra especie derivada de S. stenotomun por un proceso de selección artificial es S. phureja que se caracteriza por haber perdido su periodo de dormancia al momento de la cosecha, rápido desarrollo de los tubérculos y mejor desarrollo del cultivo. Esto le permitió a los agricultores obtener hasta tres cultivos por año en las zonas bajas y cálidas de los valles orientales de los Andes. Actualmente, S. phureja se distribuye ampliamente en una larga y estrecha franja de los Andes, desde Venezuela hasta el centro de Bolivia, mientras S. stenotomun está restringida solo a Perú y Bolivia10, 25. Por otro lado, la hibridización natural de S. stenotomun con la especie diploide resistente a las heladas S. megistracrolobum produjo la especie S. ajanhuiri, una papa amarga cultivada en una estrecha región alrededor del lago Titicaca105.
La hibridización entre S. stenotomun y la especie tetraploide silvestre S. acaule produjo el híbrido triploide estéril S. juzepczsukii, que incorporó la alta resistencia a las heladas de S. acaule. Una posterior hibridización entre S. juzepczsukii y S. t. subsp. andigena produjeron al híbrido poco resistente al frío denominado S. curtilobum. Para que se diera este híbrido tuvo que involucrar a un gameto no reducido (2n) de S. juzepczsukii y un gameto normal (n) de S. tuberosum subsp. andigena. Una serie de cruces naturales entre S. stenotomun y S. tuberosum subsp. andigena dieron lugar al híbrido triploide denominado S. chaucha. La distribución de estos
híbridos, comprende una vasta región de los andes centrales entre Perú y Bolivia7.
Recientemente Rodríguez et al., (2010)106 usando datos de la secuencia de genes waxy (relacionado con la síntesis del almidón) han validado esta dinámica evolutiva sobre el origen híbrido de las papas cultivadas, con la observación de que en algunas muestras pertenecientes a S. tuberosum Grupo Chilotanum (S. tuberosum subsp. tuberosum) aparentemente se habrían hibridado con la especie silvestre S. maglia.