Miežiai (Hordeum vulgare) – jų prijaukinimo istorija

Kaip mūsų protėviai sukūrė tokį genetiškai skirtingą derlių?

Miežių landrasos pietryčių Turkijoje. Brianas J. Steffensonas (Morrellas ir Cleggas)

miežiai ( Bardeum vulgare ssp. vulgarus ) buvo vienas pirmųjų ir ankstyviausių žmonių prijaukintų augalų. Šiuo metu archeologiniai ir genetiniai įrodymai rodo, kad miežiai yra mozaikinė kultūra, sukurta iš kelių populiacijų mažiausiai penkiuose regionuose: Mesopotamijoje, šiauriniame ir pietiniame Levante, Sirijos dykumoje ir 900–1800 mylių (1500–3000 kilometrų) į rytus, didžiulėje Tibeto plynaukštėje.

Ilgą laiką buvo manoma, kad anksčiausias prijaukinimas buvo pietvakarių Azija Neolitas iki keramikos A maždaug prieš 10 500 kalendorinių metų: bet miežių mozaikos statusas pakišo mūsų supratimą apie šį procesą. Derlingajame pusmėnulyje miežiai laikomi vienais klasikinių aštuonios pagrindinės kultūros .

Viena laukinių pirmuonių rūšis

Manoma, kad visų miežių laukinis pirmtakas Savaiminiai miežiai (L.), žiemą dygstanti rūšis, kilusi iš labai plataus Eurazijos regiono – nuo ​​Tigro ir Eufrato upių sistemos Irake iki vakarinės Jangdzės upės dalies Kinijoje. Remiantis įrodymais iš viršutinio paleolito vietų, tokių kaip Ohalo II Izraelyje laukiniai miežiai buvo skinami mažiausiai 10 000 metų, kol jie buvo prijaukinti.

Šiandien miežiai yra ketvirta pagal svarbą kultūra pasaulyje kvieciai , ryžių ir kukurūzai . Miežiai, kaip visuma, yra gerai prisitaikę prie ribinės ir įtemptos aplinkos ir yra patikimesnis augalas nei kviečiai ar ryžiai šaltesniuose arba aukštesniuose regionuose.

Lukštas ir nuogas

Laukiniai miežiai turi keletą savybių, naudingų laukiniams augalams, kurios nėra tokios naudingos žmonėms. Yra trapus rachis (dalis, laikanti sėklą prie augalo), kuris subrandant sėkloms nutrūksta ir išsklaido jas vėjams; o sėklos išdėliotos ant smaigalio retaisėtomis dviem eilėmis. Laukiniai miežiai visada turi tvirtą lukštą, apsaugantį jų sėklą; belukštė forma (vadinama plikaisiais miežiais) randama tik naminėse veislėse. Naminėje formoje yra netrapusis rachis ir daugiau sėklų, išdėstytų šešiaeiliu smaigaliu.

Prijaukintuose miežiuose aptinkamos ir lukštentų, ir plikasėklų formos: neolito laikotarpiu buvo auginamos abi formos, tačiau Artimuosiuose Rytuose plikų miežių auginimas sumažėjo, pradedant chalkolito/bronzos amžiumi maždaug prieš 5000 metų. Nuogi miežiai, nors ir lengviau nuimami ir perdirbami, yra jautresni vabzdžių atakoms ir parazitinėms ligoms. Lukštentų miežių derlius didesnis; Taigi Artimuosiuose Rytuose korpuso išlaikymas buvo pasirinktas bruožas.

Šiandien vakaruose dominuoja lukštenti miežiai, o rytuose – plikieji. Dėl lengvo apdorojimo plika forma pirmiausia naudojama kaip viso grūdo žmogaus maisto šaltinis. Lukštenta veislė daugiausia naudojama gyvulių pašarams ir alaus gamybai skirto salyklo gamybai. Europoje gaminamamiežių alausdatos bent jau 600 m. pr. Kr.

Miežiai ir DNR

Britų archeologas Glynis Jonesas ir jo kolegos baigė filogeografinę miežių analizę šiauriniuose Europos pakraščiuose ir Alpių regione ir nustatė, kad šiuolaikinėse miežių žemės rasėse galima nustatyti šaltai prisitaikančias genų mutacijas. Adaptacijos apėmė vieną tipą, nereaguojantį į dienos ilgį (tai yra, žydėjimas nebuvo atidėtas, kol augalas per dieną gavo tam tikrą saulės šviesos valandų skaičių): ir ši forma randama šiaurės rytų Europoje ir dideliuose aukščiuose. . Arba Viduržemio jūros regiono žemės rasės daugiausia reagavo į dienos ilgį. Tačiau Vidurio Europoje dienos ilgis nėra tas bruožas, kuriam (matyt) buvo pasirinkta.

Jonesas ir jo kolegos nenorėjo atmesti galimų kliūčių veiksmų, tačiau teigė, kad laikini klimato pokyčiai galėjo paveikti įvairių regionų savybių pasirinkimą, sulėtinti miežių plitimą arba pagreitinti jį, priklausomai nuo pasėlių prisitaikymo prie regiono.

Kiek prijaukinimo įvykių!?

Yra įrodymų apie mažiausiai penkis skirtingus prijaukinimo lokusus: mažiausiai tris vietas Derlingajame pusmėnulyje, vieną Sirijos dykumoje ir vieną Tibeto plokščiakalnyje. Jonesas ir jo kolegos pateikė papildomų įrodymų, kad derlingojo pusmėnulio regione galėjo būti iki keturių skirtingų Azijos laukinių miežių prijaukinimo įvykių. Skirtumai A–D grupėse yra pagrįsti alelių buvimu, kurie skirtingai pritaikyti dienos trukmei; ir miežių prisitaikymo gebėjimą augti įvairiose vietose. Gali būti, kad skirtingų regionų miežių rūšių derinys padidino atsparumą sausrai ir kitas naudingas savybes.

JAV botanikė Ana Poets ir kolegos nustatė genomo segmentą iš Sirijos dykumos veislės Azijos ir Derlingojo pusmėnulio miežiuose; ir segmentas šiaurinėje Mesopotamijoje Vakarų ir Azijos miežiuose. Mes nežinome, kaip mūsų protėviai augino tokias genetiškai įvairias kultūras, – sakė britų archeologas Robinas Allaby (Robinas Allaby) pridėtame esė, bet tyrimas turėtų prasidėti įdomų periodą siekiant geriau suprasti prijaukinimo procesus apskritai.

Įrodymai užmiežių alaus gamybadar 2016 m. buvo pranešta apie Jangšao neolitą (maždaug prieš 5000 metų) Kinijoje; greičiausiai tai buvo iš Tibeto plokščiakalnio, bet tai dar nenustatyta.

Svetainės

• Graikija: Pasiūtas Tašas
• Izraelis: Ohalo II
• Iranas: Ali Kosh, Chogha Golan
• Irakas: Jarmo
• Jordanija: “Ain Ghazal
• Kipras: Klimonas, Kissonerga-Mylouthkia
• Pakistanas: Mehrgarh
• Palestina: Jerichas
• Šveicarija: Arbon baliklis 3
• Sirija: Abu Huraira
• Turkija: Çatalhöyük
• Turkmėnistanas: Jeitun

Pasirinkti šaltiniai

• Allaby, Robin G. Miežių prijaukinimas: centrinės dogmos pabaiga? “ Genomo biologija 16.1 (2015): 176.
• Dai, Fei ir kt. “ Transkripto profiliavimas atskleidžia šiuolaikinių auginamų miežių mozaikinę genominę kilmę .' Nacionalinės mokslų akademijos darbai 111,37 (2014): 13403–08.
• Jonesas, G. ir kt. “ DNR įrodymai, kad miežiai buvo atvežti į Europą po išsklaidyto prijaukinimo Vakarų Azijoje .' Antika 87 337 (2013): 701–13.
• Jonesas, Glynis ir kt. “ Miežių DNR, kaip neolito laikų žemdirbystės plitimo Europoje įrodymo, filogeografinė analizė .' Archeologijos mokslo žurnalas 39.10 (2012): 3230–38.
• Mascher, Martin ir kt. “ 6000 metų senumo auginamų grūdų genominė analizė atskleidžia miežių prijaukinimo istoriją .' Gamtos genetika 48 (2016): 1089.
• Pankin, Artem ir kt. “ Tikslinis pakartotinis sekos nustatymas atskleidžia miežių prijaukinimo genominius požymius .' Naujasis fitologas 218,3 (2018): 1247–59.
• Pankinas, Artemas ir Maria von Korff. “ Javų prijaukinimo tyrimų metodų ir minčių bendra raida: pasaka apie miežius (Hordeum Vulgare) .' Dabartinė nuomonė apie augalų biologiją 36 (2017): 15–21.
• Poetai, Ana M. ir kt. “ Pastarojo ir ilgalaikio atrankos bei genetinio dreifo padariniai yra akivaizdūs Šiaurės Amerikos miežių veislinėse populiacijose .' G3: Genai|Genomai|Genetika 6.3 (2016): 609–22.