Чудеса селекции: дикорастущие предки культурных растений
Огромное разнообразие культурных растений, благодаря которым у нас сегодня есть множество вкусных и полезных продуктов питания, современные люди воспринимают как должное. Между тем, окажись мы в каменном веке, то не нашли бы там ни крупных и сочных яблок, ни сладких жёлтых бананов, ни огромных початков кукурузы. А многие дикорастущие растения, которые являются предками современных культурных, мы, вероятно бы, даже не узнали. В этом посте — о том, как изменились за прошедшие сотни и тысячи лет культурные растения благодаря методам селекции и нашим предкам.
1) Яблоня
Это растение известно людям с древнейших времён. Существует несколько видов дикой яблони, распространённых в Европе и Азии. При этом, согласно генетическим исследованиям, предками современных культурных сортов являются два вида: яблоня Сиверса и дикая лесная яблоня.
Дикая лесная яблоня
Оба этих вида имеют маленькие плоды (размером от 2 до 5 см) и не самый приятный вкус. Яблоки Сиверса горьковаты на вкус, а плоды дикой лесной яблони очень кислые. Однако скрещивание и селекция этих видов привело к возникновению современных культурных сортов.
Считается, что первыми начали целенаправленно выращивать яблони жители Средней Азии, жившие к западу от горы Тянь-Шань, и произошло это более 2000 лет назад. После завоеваний Александра Македонского яблони попали в Грецию, а оттуда распространились по всей Европе. Греки и римляне немало потрудились, чтобы вывести новые сочные и сладкие сорта яблок.
В России яблоки долгое время были чуть ли не единственным фруктом. Яблони появились в монастырских садах ещё в 11 веке, а в 18 веке русский селекционер Болотов описал уже около 600 сортов яблок.
2) Пшеница, кукуруза и другие злаки
Злаки известны людям очень давно, и именно с возделывания пшеницы, ячменя и других злаков более 10 тыс. лет назад началась неолитическая революция. Родиной пшеницы и ячменя является Ближний Восток, их выращивание началось, вероятно, на территории современных Ирака и Турции.
Дикорастущие виды заметно отличались от современных культурных. У них были более мелкие зёрна и меньшее их число в колосе. Но главным недостатком было то, что созревшие зёрна сразу осыпались на землю, поэтому собирать их было очень сложно. Лишь со временем были выведены сорта, которые было удобно собирать — жать целые колосья вместе с зёрнами, а затем их обмолачивать.
Кукурузу американские индейцы начали выращивать более 5000 лет назад. Точный предок современной кукурузы не установлен, но самое близкое к ней из дикорастущих растений — теосинте — выглядит так:
Мало того, что у него мало зёрен и они маленькие, так и имеют эти зёрна ещё довольно твёрдую оболочку.
3) Бананы
Банан мы знаем как мягкий и сладкий фрукт жёлтого цвета. Но дикие предки бананов были совсем другими. Это были маленькие, зелёные и твёрдые плоды, вдобавок наполненные семенами.
Тем не менее люди нашли что-то полезное в этом фрукте. Несколько тысяч лет назад люди начали выращивать бананы в Юго-Восточной Азии, а затем они постепенно распространились по всему миру.
Селекция бананов заняла довольно длительное время. Ещё испанские завоеватели, которые 500 лет назад завезли бананы в Америку, считали их кормом для рабов и животных. В это время бананы ещё были несъедобными в сыром виде, их нужно было варить или жарить. Лишь к концу 19 века были выведены современные сорта бананов, которые быстро стали одним из любимых продуктов питания у жителей США и Европы.
4) Морковь
Дикорастущая морковь издавна произрастала на обширных территориях Евразии. Люди употребляли корнеплоды этого растения в пищу, но у дикой моркови они горькие и жёсткие, так что популярностью этот овощ не пользовался. Морковь была известна древним греками и римлянам, но в эпоху Средних веков она была забыта.
Вернулась же морковь в Европу с Востока. Считается, что местом, откуда происходят современные сорта моркови, является территория современного Афганистана, именно здесь примерно в 10 веке морковь стали выращивать специально. В 12-13 веках морковь вновь попала в Европу. В это время морковь была разных цветов — от белой до фиолетовой. Лишь в 16-17 веках в Голландии были выведены привычные нам оранжевые сорта моркови с толстыми сладкими корнеплодами.
5) Арбузы
Родиной арбузов является Юго-Западная Африка. Дикие предки современных арбузов до сих пор произрастают в пустыне Калахари.
Дикие арбузы в пустыне
Плоды диких арбузов маленькие — размером не больше 10 см и горькие на вкус. Ещё 4000 лет назад их обнаружили древние египтяне и начали выращивать, правда, не для употребления в пищу, а для получения масла из семян. Древние римляне стали засаливать арбузы и варить из него варенье.
Постепенно арбузы начали выращивать в разных странах. Они становились больше и слаще, но ещё в 17 в. арбузы довольно сильно отличались от современных:
Арбузы на картине итальянского художника 17 в.
Заметный вклад в селекцию арбузов внесла Россия, куда арбуз попал ещё в 13 в. После падения Астрахани прикаспийские степи стали одним из главных центров разведения арбузов, где были выведены большие, сладкие и засухоустойчивые сорта.
6) Персики
Как понятно из названия, в Россию и Европу персики попали из Персии. Однако родиной персиков является Китай, и здесь эти фрукты стали выращивать ещё 4000 лет назад.
примерно так выглядели дикорастущие предки персика
Учёные склоняются к тому, что современные персики являются результатом гибридизации нескольких видов, однако дикие предки персика были очень маленькими с большой косточкой и солоноватым вкусом, а их размер был всего 2-3 см. Современный персик примерно в 60 раз (по весу) больше своих диких предшественников.
7) Огурцы
Огурцы начали выращивать в Индии очень давно, около 4-6 тысяч лет назад. Древние греки и римляне выращивали огурцы в большом количестве и считали их очень полезным для здоровья продуктом. Подробности же селекции огурцов неизвестны, но дикие огурцы до сих пор в большом количестве произрастают в Индии.
Дикорастущие огурцы маленькие, горькие и очень колючие. Местные жители используют их заросли для украшения заборов и стен.
8) Капуста
Капуста — одно из немногих культурных растений, которое происходит не из каких-то отдалённых мест, а с территории Европы.
Также дикорастущая капуста вполне съедобна и имеет вкус, напоминающий обычные культурные сорта белокочанной капусты. Правда, листья этой капусты более жёсткие и, конечно, не образуют кочанов.
Капусту начали выращивать в Южной Европе более 4 тысяч лет назад. Древние греки и римляне очень любили капусту и считали, что она излечивает от многих болезней. Издревле выращивали капусту и славяне, у которых она была одной из главных овощных культур.
Что же в итоге? Иногда встречается мнение, что селекция и искусственный отбор — нечто, напоминающее методы современной генной инженерии. На самом деле нет. Наши предки, занимаясь выведением культурных сортов, не вмешивались в генотип и скрещивали между собой лишь близкородственные виды. Так что скорее наоборот — вышеприведённые примеры это примеры успеха традиционных методов селекции, показывающие, чего можно добиться без применения ГМО.
LiveInternetLiveInternet
—Рубрики
—Музыка
—Поиск по дневнику
—Подписка по e-mail
—Интересы
—Постоянные читатели
—Сообщества
—Статистика
Современные растения и их дикие предки
Современные растения и их дикие предки
Царица полей
Остатки растения возрастом 5310 лет оказались тем самым недостающим звеном между теосинте, у которого даже нет початков, а стебель заканчивается маленькими колосками с твердыми зернышками, и привычной для нас желтой кукурузой.
По размерам початок, найденный в пещерах Теуакан, ближе к дикому предку — около двух сантиметров в длину, зато внешне уже напоминает современную кукурузу. Зерна древнего растения, лишенные твердой оболочки, располагались вокруг жесткой центральной части и закрывались листьями. Основываясь на сравнительном анализе трех геномов, ученые пришли к выводу, что превращение теосинте в культурную кукурузу происходило постепенно, а не в результате резкого изменения в генах, как считалось ранее.
Горькая полосатая ягода
Арбуз действительно выглядел так в XVII веке, а его дикий предшественник — дыня тсамма (Citrullus ecirrhosus), произрастающая в африканской пустыне Калахари, представляет собой полосатую ягоду не более пяти сантиметров в диаметре, горькую и твердую. Сахара в ней в три раза меньше, чем в современном арбузе, зато присутствуют жиры и крахмал. Анализ ДНК показал, что тсамма и современный арбуз — родственники.
Первыми окультурить дикую ягоду решили древние египтяне почти четыре тысячи лет назад — в их захоронениях часто находят семена древних арбузов.
Помидор со смородину
Несколько тысячелетий назад помидоры тоже было не узнать — гроздья небольших ягод походили на крупные плоды красной смородины. Южноамериканские индейцы, которые, вероятно, первыми «одомашнили» томаты, в процессе селекции делали ставку на самые крупные экземпляры. В результате кардинально поменялись структура и работа гена CSR, управляющего размером помидоров. Проведя сравнение ДНК культурных и полудиких сортов томатов, международная группа ученых обнаружила, что практически у всех современных помидоров, выращиваемых людьми, есть «поврежденная» версия этого гена.
Окультуривание томатов сказалось и на их вкусе — он стал более пресным. Это побочный эффект попыток селекционеров увеличить размеры помидоров и результат необычного взаимодействия генов, отвечающих за защиту ягод от засухи.
Дикая морковь
Дикая морковь, произраставшая несколько тысяч лет назад на Ближнем Востоке и в Центральной Азии, была тонкой, белой, горькой и неприятно пахла. Выращивать ее стали только ради ароматных семян, а на корнеплод обратили внимание лишь в первые века нашей эры. Сначала окультуренный овощ был желтого и фиолетового цветов, и только в XVII столетии появилась привычная для нас оранжевая морковка.
Одни исследователи приписывают ее возникновение нидерландским патриотам, желавшим, чтобы корнеплод по цвету подходил к национальному флагу, другие считают, что оранжевая морковь не придавала блюдам некрасивый коричневый оттенок, потому селекционеры предпочитали ее фиолетовой. Как бы то ни было, но выбор оказался верным. Согласно результатам исследования американских ученых, именно пигменты, связанные с оранжевым цветом (каротиноиды), делают морковь такой полезной. Каротиноиды считаются метаболическими предшественниками витамина А, а он важен для хорошего зрения.
Бананы с косточками
Главная особенность окультуренного банана, плоды которого можно купить в любом магазине, — он не умеет самостоятельно размножаться. Фермеры получают новые растения вегетативно, высаживая ростки, образующиеся на старых. А вот предполагаемый дикий предок банана Musa acuminate, до сих пор произрастающий в Юго-Восточной Азии, размножается самостоятельно, так как обладает довольно крупными темными косточками — по 50-60 в каждом плоде. Черные точки в сердцевине современных съедобных бананов — воспоминание о тех самых семенах.
Нынешние бананы в два раза больше своих диких предков, но совершенно беззащитны перед инфекциями и паразитами, которым прародители успешно противостояли. Большинство съедобных сортов (47 процентов) происходят из так называемой группы Кавендиш (Cavendish banana), а ограниченное генетическое разнообразие — это всегда приговор, так как растение не успевает угнаться за мутирующими вредителями.
Выход нашли австралийские ученые, предложившие пересаживать культурным сортам гены их диких предков. Исследователи уже вырастили несколько таких одичавших растений, которые успешно противостояли панамской болезни, вызываемой грибками рода Fusarium.
