Udomowienie pszenicy

Historia i pochodzenie chleba i pszenicy durum

Pole pszenicy w Kansas, USA. Debbie Long

Pszenica to zboże z około 25 000 różnych odmian na świecie. To było udomowiony co najmniej 12 000 lat temu, stworzony z wciąż żyjącej rośliny przodka znanej jako płaskurka.

Dziki płaskurka (przekazywany różnie jako T. araaticum , T. turgidum ssp. dicoccoides , lub T. dicocoides ), jest głównie samopylną, zimową trawą jednoroczną z rodziny Poaceae i plemienia Triticeae. Jest rozpowszechniany w całym Bliskowschodni żyzny półksiężyc , w tym współczesne kraje Izraela, Jordanii, Syrii, Libanu, wschodniej Turcji, zachodniego Iranu i północnego Iraku. Rośnie w sporadycznych i częściowo izolowanych kępach i najlepiej radzi sobie w regionach o długich, gorących, suchych latach i krótkich, łagodnych, mokrych zimach ze zmiennymi opadami deszczu. Emmer rośnie w różnych siedliskach od 100 m (330 stóp) poniżej poziomu morza do 1700 m (5500 stóp) nad poziomem morza i może przetrwać na 200-1300 mm (7,8-66 cali) rocznych opadów.

Odmiany pszenicy

Większość z 25 000 różnych form współczesnej pszenicy to odmiany dwóch szerokich grup, zwanych pszenicą zwyczajną i pszenicą durum. Pszenica zwykła lub chlebowa Pszenica letnia stanowi około 95 procent całej pszenicy spożywanej obecnie na świecie; pozostałe pięć procent to pszenica durum lub twarda T. turgidum sp. sytuacja , stosowany w produktach makaronowych i kaszy manny.

Chleb i pszenica durum to udomowione formy dzikiej pszenicy płaskurki. Pisownia ( T. spelta ) i pszenica Timofiejewa ( T. timopheevii ) zostały również opracowane z pszenicy płaskurki do późna Okres neolitu , ale obecnie nie ma zbyt dużego rynku. Inna wczesna forma pszenicy o nazwie samopsza ( T. monococcum ) został udomowiony mniej więcej w tym samym czasie, ale obecnie ma ograniczoną dystrybucję.

Pochodzenie pszenicy

Pochodzenie naszej nowoczesnej pszenicy, zgodnie z genetyką i badania archeologiczne , występują w górskim regionie Karacadag w dzisiejszej południowo-wschodniej Turcji – pszenica płaskurka i samopsza to dwie z klasycznych osiem założycielskich upraw z początków rolnictwa .

Najwcześniejsze znane użycie płaskurki zostało zebrane z dzikich obszarów przez ludzi, którzy żyli w Ohalo II stanowisko archeologiczne w Izraelu, około 23 000 lat temu. Najwcześniejsze uprawiane płaskurka znaleziono w południowym Lewancie (Netiv Hagdud, Tell Aswad, inne Neolit ​​przedceramiczny A strony); podczas gdy samopsza występuje w północnym Lewancie (Abu Hurayra, Mureybet, Jerf el Ahmar,Göbekli Tepe).

Zmiany podczas udomowienia

Główne różnice między formami dzikimi a pszenicą udomowioną polegają na tym, że formy udomowione mają większe nasiona z łuskami i nieroztrzaskującą się osadkę. Kiedy dzika pszenica dojrzeje, osadka – łodyga, która utrzymuje razem pędy pszenicy – ​​pęka, aby nasiona mogły się same rozproszyć. Bez łusek szybko kiełkują. Ale ta naturalnie użyteczna kruchość nie odpowiada ludziom, którzy wolą zbierać pszenicę z rośliny niż z otaczającej ziemi.

Jednym z możliwych sposobów, w jaki mogło to nastąpić, jest to, że rolnicy zbierali pszenicę po osiągnięciu dojrzałości, ale przed samorozproszeniem, zbierając w ten sposób tylko pszenicę, która nadal była przyczepiona do rośliny. Sadząc te nasiona w następnym sezonie, rolnicy utrzymywali rośliny, które później łamały się. Inne cechy, które najwyraźniej zostały wybrane, to wielkość kłosów, sezon wegetacyjny, wysokość rośliny i wielkość ziarna.

Według francuskiej botaniki Agathe Roucou i współpracowników, proces udomowienia spowodował również liczne zmiany w roślinie, które powstały pośrednio. W porównaniu do pszenicy płaskurka współczesna pszenica ma krótszą żywotność liści i wyższy wskaźnik fotosyntezy netto, tempo produkcji liści i zawartość azotu. Nowoczesne odmiany pszenicy mają również płytszy system korzeniowy, z większym udziałem drobnych korzeni, inwestujących biomasę nad, a nie pod ziemią. Starożytne formy mają wbudowaną koordynację między funkcjonowaniem na powierzchni i pod ziemią, ale dobór innych cech przez człowieka zmusił roślinę do rekonfiguracji i budowy nowych sieci.

Jak długo trwało udomowienie?

Jednym z toczących się sporów dotyczących pszenicy jest czas potrzebny na zakończenie procesu udomowienia. Niektórzy uczeni opowiadają się za procesem dość szybkim, trwającym kilka stuleci; podczas gdy inni twierdzą, że proces od uprawy do udomowienia trwał do 5000 lat. Istnieje wiele dowodów na to, że około 10 400 lat temu udomowiona pszenica była szeroko stosowana w całym regionie Lewantu; ale kiedy to się zaczęło, jest do dyskusji.

Najwcześniejsze dowody na obecność udomowionej pszenicy samopszy i płaskurki znaleziono w syryjskim stanowiskuAbu Hurairah, w warstwach okupacyjnych z okresu późnego epipaleolitu, początku młodszego dryasu, ok. 13–12 tys. cal BP; niektórzy uczeni twierdzili jednak, że dowody nie wskazują na celową uprawę w tym czasie, chociaż wskazują na poszerzenie bazy dietetycznej o uzależnienie od dzikich zbóż, w tym pszenicy.

Rozprzestrzenianie się na całym świecie: klif Bouldnor

Dystrybucja pszenicy poza miejsce jej pochodzenia jest częścią procesu znanego jako „neolityzacja”. Kultura ogólnie kojarzona z wprowadzeniem pszenicy i innych upraw z Azji do Europy jest ogólnie Kultura ceramiki Lindearband (LBK) , który mógł składać się częściowo z imigrantów rolników, a częściowo z lokalnych łowców-zbieraczy dostosowujących nowe technologie. LBK jest zwykle datowany w Europie na okres od 5400 do 4900 p.n.e.

Jednak ostatnie badania DNA na torfowisku Bouldnor Cliff na północnym wybrzeżu wyspy Wight zidentyfikowały starożytne DNA z tego, co najwyraźniej było udomowioną pszenicą. Nasiona pszenicy, fragmenty i pyłek nie zostały znalezione w Bouldnor Cliff, ale sekwencje DNA z osadu pasują do pszenicy z Bliskiego Wschodu, genetycznie odmiennej od form LBK. Dalsze testy w Bouldnor Cliff zidentyfikowały zatopione stanowisko mezolitu, 16 m (52 ​​ft) poniżej poziomu morza. Osady powstały około 8000 lat temu, kilka wieków wcześniej niż europejskie stanowiska LBK. Uczeni sugerują, że pszenica dotarła do Wielkiej Brytanii łodzią.

Inni uczeni kwestionowali datę i identyfikację aDNA, twierdząc, że był w zbyt dobrym stanie, aby był tak stary. Ale dodatkowe eksperymenty przeprowadzone przez brytyjskiego genetyka ewolucyjnego Robina Allaby i opisane wstępnie w Watson (2018) wykazały, że starożytne DNA z podmorskich osadów jest bardziej nieskazitelne niż z innych kontekstów.

Źródła

• Avni, Raz i in. ' Architektura i różnorodność genomu dzikiego pławca wyjaśnia ewolucję i udomowienie pszenicy . Nauki ścisłe, tom. 357, nie. 6346, 2017, s. 93-97. Wydrukować.
• Międzynarodowe Konsorcjum Sekwencjonowania Genomu Pszenicy. ' Oparta na chromosomach sekwencja ciągu heksaploidalnego genomu pszenicy chlebowej (Triticum Aestivum) . Nauka, tom. 345, nr. 6194, 2014. Druk.
• Fuller, Dorian Q i Leilani Lucas. ' Dostosowywanie upraw, krajobrazów i wyborów żywieniowych: wzorce rozprzestrzeniania się udomowionych roślin w Eurazji . Rozprzestrzenianie się człowieka i ruch gatunków: od prehistorii do współczesności. Wyd. Boivin, Nicole, Rémy Crassard i Michael D. Petraglia. Cambridge: Cambridge University Press, 2017. 304–31. Wydrukować.
• Huang, Lin i in. ' Ewolucja i adaptacja populacji dzikiej pszenicy płaskurki do stresów biotycznych i abiotycznych. ' Roczny Przegląd Fitopatologii, tom. 54, nie. 1, 2016, s. 279–301. Wydrukować.
• Kirleis, Wiebke i Elske Fischer. ' Neolityczna uprawa tetraploidalnej pszenicy wolnomłócącej w Danii i północnych Niemczech: implikacje dla różnorodności upraw i dynamiki społecznej kultury pucharów lejkowatych. ' Historia roślinności i archeobotanika, tom. 23, nr 1, 2014, s. 81-96. Wydrukować.
• Larsona, Gregera. ' Jak pszenica trafiła do Wielkiej Brytanii? . Nauki ścisłe, tom. 347, nr 6225, 2015. Druk.
• Marcussen, Thomas i in. ' Starożytne hybrydyzacje wśród przodków genomów chleba pszennego . Nauki ścisłe, tom. 345, nr. 6194, 2014. Druk.
• Marcina, Lucie. ' Gospodarka roślinna i eksploatacja terytoriów w Alpach w okresie neolitu (5000-4200 cal pne): Pierwsze wyniki badań archeobotanicznych w Wallis (Szwajcaria). ' Historia roślinności i archeobotanika, tom. 24, nie. 1, 2015, s. 63-73. Wydrukować.
• Roucou, Agathe i in. ' Zmiany w strategiach funkcjonalnych roślin w trakcie udomowienia pszenicy . Dziennik Ekologii Stosowanej, tom. 55, nie. 1, 2017, s. 25-37. Wydrukować.
• Smith, Oliver i in. ' Osadowe DNA z zatopionego miejsca ujawnia pszenicę na Wyspach Brytyjskich 8000 lat temu . Nauki ścisłe, tom. 347, nr. 6225, 2015, s. 998-1001. Wydrukować.
• Watson, Traci. „Wewnętrzne prace: łowienie artefaktów pod falami”. Materiały Narodowej Akademii Nauk, tom. 115, nie. 2, 2018, s. 231-33. Wydrukować.