Jačmeň obyčajný (Hordeum vulgare) - História jeho domestikácie

Ako naši predkovia vyvinuli takú geneticky rôznorodú plodinu?

Krajiny jačmeňa v juhovýchodnom Turecku. Brian J. Steffenson (Morrell a Clegg)

Jačmeň ( Bardeum vulgare ssp. vulgárne ) bola jednou z prvých a prvých plodín domestikovaných ľuďmi. V súčasnosti archeologické a genetické dôkazy naznačujú, že jačmeň je mozaiková plodina, ktorá sa vyvinula z niekoľkých populácií v najmenej piatich regiónoch: Mezopotámia, severná a južná Levanta, sýrska púšť a 1 500 až 3 000 kilometrov na východ, na obrovskej tibetskej plošine.

Za najskoršiu domestikáciu sa dlho predpokladalo, že ide o juhozápadnú Áziu počas r Predhrnčiarsky neolit ​​A asi pred 10 500 kalendárnymi rokmi: ale mozaikový stav jačmeňa hodil kľúč do nášho chápania tohto procesu. V úrodnom polmesiaci je jačmeň považovaný za jeden z klasických osem základných plodín .

Jediný divoký progenitorový druh

Predpokladá sa, že divokým predchodcom všetkých jačmeňov je Spontánny jačmeň (L.), v zime klíčiaci druh, ktorý pochádza z veľmi širokej oblasti Eurázie, od riečneho systému Tigris a Eufrat v Iraku až po západné toky rieky Jang-c'-ťiang v Číne. Na základe dôkazov z vrchnopaleolitických lokalít ako napr Ohalo II v Izraeli sa divoký jačmeň zbieral najmenej 10 000 rokov, kým sa udomácnil.

Dnes je jačmeň štvrtou najdôležitejšou plodinou na svete pšenica , ryža a kukurica . Jačmeň ako celok je dobre prispôsobený okrajovým a stresovým prostrediam a spoľahlivejšia rastlina ako pšenica alebo ryža v oblastiach, ktoré sú chladnejšie alebo vyššie.

Olúpaní a nahí

Divoký jačmeň má niekoľko vlastností užitočných pre divokú rastlinu, ktoré nie sú také užitočné pre ľudí. Existuje krehký rachis (časť, ktorá drží semeno na rastline), ktorý sa láme, keď sú semená zrelé a rozptyľuje ich do vetra; a semená sú usporiadané na klase v riedko nasadených dvoch radoch. Divý jačmeň má vždy pevnú šupku, ktorá chráni jeho semeno; bezšupková forma (nazývaná nahý jačmeň) sa vyskytuje len na domácich odrodách. Domáca forma má nekrehkú vňať a viac semien, usporiadaných do šesťradového klasu.

V domestikovanom jačmeni sa nachádzajú formy lúpaných aj nahých semien: počas obdobia neolitu sa pestovali obe formy, ale na Blízkom východe pestovanie nahého jačmeňa upadalo, počnúc chalkolitom/dobou bronzovou asi pred 5000 rokmi. Nahý jačmeň, hoci sa ľahšie zbiera a spracováva, je náchylnejší na napadnutie hmyzom a parazitárne ochorenia. Lúpaný jačmeň má vyššie výnosy; takže aj tak na Blízkom východe bolo zachovanie trupu vybranou vlastnosťou.

Dnes dominuje na západe lúpaný jačmeň a na východe jačmeň nahý. Kvôli ľahkému spracovaniu sa nahá forma používa predovšetkým ako celozrnný zdroj ľudskej potravy. Lúpaná odroda sa používa najmä na kŕmenie zvierat a výrobu sladu na výrobu piva. V Európe je výrobajačmenné pivodatuje sa minimálne tak dávno, ako 600 p.n.l.

Jačmeň a DNA

Britský archeológ Glynis Jones a jeho kolegovia dokončili fylogeografickú analýzu jačmeňa v severných okrajoch Európy a v alpskej oblasti a zistili, že v moderných jačmenných krajinných rasách boli identifikovateľné génové mutácie adaptívne na chlad. Adaptácie zahŕňali jeden typ, ktorý nereagoval na dĺžku dňa (to znamená, že kvitnutie nebolo oneskorené, kým rastlina nedostala určitý počet hodín slnečného svetla počas dňa): a táto forma sa nachádza v severovýchodnej Európe a vo vysokých nadmorských výškach. . Alternatívne, krajové rasy v oblasti Stredozemného mora prevažne reagovali na dĺžku dňa. V strednej Európe však dĺžka dňa nie je vlastnosť, pre ktorú (zrejme) boli vybrané.

Jones a kolegovia neboli ochotní vylúčiť akcie možných prekážok, ale navrhli, že dočasné klimatické zmeny mohli ovplyvniť výber vlastností pre rôzne regióny, oddialiť šírenie jačmeňa alebo ho urýchliť, v závislosti od prispôsobivosti plodiny regiónu.

Koľko domestikačných udalostí!?

Existujú dôkazy pre najmenej päť rôznych lokusov domestikácie: najmenej tri miesta v úrodnom polmesiaci, jedno v sýrskej púšti a jedno na tibetskej náhornej plošine. Jones a jeho kolegovia oznámili ďalšie dôkazy, že v oblasti úrodného polmesiaca mohli nastať až štyri rôzne prípady domestikácie ázijského divého jačmeňa. Rozdiely v rámci skupín A-D sú založené na prítomnosti alel, ktoré sú rôzne prispôsobené dĺžke dňa; a adaptívna schopnosť jačmeňa rásť na rôznych miestach. Je možné, že kombinácia druhov jačmeňa z rôznych oblastí vytvorila zvýšenú odolnosť voči suchu a ďalšie prospešné vlastnosti.

Americká botanička Ana Poets a kolegovia identifikovali segment genómu zo sýrskej púštnej odrody v ázijskom jačmeni a jačmeni úrodného polmesiaca; a segment v severnej Mezopotámii v západnom a ázijskom jačmeni. Nevieme, povedal britský archeológ Robin Allaby v sprievodnej eseji, ako naši predkovia produkovali také geneticky rôznorodé plodiny: ale štúdia by mala začať zaujímavé obdobie smerom k lepšiemu pochopeniu procesov domestikácie vo všeobecnosti.

Dôkaz prevýroba jačmenného pivauž v roku 2016 bol v Číne zaznamenaný neolit ​​Yangshao (asi pred 5000 rokmi); Zdá sa, že najpravdepodobnejšie pochádza z Tibetskej náhornej plošiny, ale to sa ešte musí určiť.

Stránky

• Grécko: Šité Tash
• Izrael: Ohalo II
• Irán: Ali Kosh, Chogha Golan
• Irak: Jarmo
• Jordánsko: 'Ain Ghazal
• Cyprus: Klimonas, Kissonerga-Mylouthkia
• Pakistan: Mehrgarh
• Palestína: Jericho
• Švajčiarsko: Arbonové bielidlo 3
• Sýria: Abu Hurairah
• Turecko: Çatalhöyük
• Turkménsko: Jeitun

Vybrané zdroje

• Allaby, Robin G. Domestikácia jačmeňa: Koniec centrálnej dogmy? ' biológia genómu 16.1 (2015): 176.
• Dai, Fei a kol. ' Profilovanie transkriptómu odhaľuje mozaikový genómový pôvod moderného kultivovaného jačmeňa .' Zborník Národnej akadémie vied 111,37 (2014): 13403–08.
• Jones, G., a kol. ' Dôkaz DNA pre viacnásobné zavedenie jačmeňa do Európy po rozptýlenej domestikácii v západnej Ázii .' Antika 87 337 (2013): 701–13.
• Jones, Glynis a kol. ' Fylogeografická analýza DNA jačmeňa ako dôkaz šírenia neolitického poľnohospodárstva v Európe .' Journal of Archaeological Science 39,10 (2012): 3230–38.
• Mascher, Martin a kol. ' Genomická analýza 6 000 rokov pestovaného obilia osvetľuje históriu domestikácie jačmeňa .' Prírodná genetika 48 (2016): 1089.
• Pankin, Artem a kol. ' Cielené opätovné sekvenovanie odhaľuje genómové znaky domestikácie jačmeňa .' Nový fytológ 218,3 (2018): 1247–59.
• Pankin, Artem a Maria von Korff. ' Spoločný vývoj metód a myšlienok v štúdiách domestikácie obilnín: Príbeh jačmeňa (Hordeum vulgare) .' Súčasný názor v biológii rastlín 36 (2017): 15.–21.
• Básnici, Ana M. a kol. ' Účinky nedávneho aj dlhodobého výberu a genetického driftu sú v severoamerických chovných populáciách jačmeňa ľahko evidentné .' G3: Gény|Genómy|Genetika 6.3 (2016): 609–22.