Poprzez odtworzenie warunków klimatycznych, jakie dominowały na kontynencie amerykańskim w okresie domestykacji pierwszych roślin, naukowcy z Smithsonian Tropical Research Institute odkryli, że przodek kukurydzy - dzika trawa o nazwie teosinte mogła niegdyś wyglądać zupełnie inaczej niż dziś. Fakt, że w symulowanych warunkach bardziej przypomina kukurydzę, może wyjaśnić, dlaczego to właśnie ta roślina została wybrana przez pierwszych rolników do udomowienia i uprawy, dzięki czemu obecnie stała się jedną z najważniejszych roślin uprawnych na całym świecie.
 |
| Teosinte uprawiana w warunkach sprzed 10-12 tys. lat zaczyna przypominać kukurydzę (fot. Sean Mattson / STRI) |
Zespół Dolores Piperno - kuratora archeobotaniki i archeologii południowoamerykańskiej w Narodowym Muzeum Historii Naturalnej i Instytucie Badań Tropikalnych Smithsonian Institution - wyhodował teosinte w warunkach panujących we wczesnym holocenie (10 tys. lat temu), kiedy temperatury były niższe o 2-3 st. C niż obecnie, a stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wynosiło około 260 ppm. Ku zaskoczeniu badaczy w takich warunkach teosinte wykazuje cechy morfologiczne i biologiczne przypominające kukurydzę: pojedyncza łodyga główna z pojedynczym wiechciem na czubku i kilkoma krótkimi pędami bocznymi z kwiatami żeńskimi oraz jednoczesne dojrzewanie nasion.
Natomiast teosinte w hodowli kontrolnej, gdzie poziom dwutlenku węgla wynosi obowiązujące od rewolucji przemysłowej do dziś 405 ppm, wygląda jak dzisiejsze dzikie odmiany - jest wysoka, z wieloma długimi pędami zakończonymi wiechciami oraz dojrzewaniem nasion rozłożonym na kilka miesięcy. Przez porównanie roślin uprawianych w warunkach współczesnych z roślinami hodowanymi w warunkach wczesnego holocenu Piperno oraz Klausowi Winterowi, który zajmuje się wpływem stężenia dwutlenku węgla na rośliny tropikalne, udało się odbyć "podróż w czasie".
 |
| Od lewej: teosinte, hybryda teosinte z kukurydzą, kukurydza (fot. John Doebley / Wikimedia Commons) |
Zdaniem Piperno otwartą kwestią pozostaje to, w którym momencie wczesnego holocenu teosinte zaczęła się różnicować od kukurydzy, jeśli chodzi o budowę i sposób rozmnażania. Kiedy ludzie po raz pierwszy zaczęli uprawiać tę roślinę około 10 tys. lat temu, prawdopodobnie przypominała ona kukurydzę, w naturalny sposób wykazując pewne cechy, które wcześniej uważano za wynik selekcji i domestykacji przez człowieka. Okazuje się jednak, że środowisko mogło odegrać ważną rolę w tym procesie przez wytworzenie tolerancji ekologicznej, która ułatwiła ludziom zadanie.
Tolerancja ekologiczna to zdolność organizmu do ewolucji w odpowiedzi na zmiany w otoczeniu, powodująca że organizmy genetycznie identyczne wyglądają zupełnie inaczej, gdy żyją w różnych warunkach. Biolodzy ewolucyjni próbujący sformułować nowoczesną teorią ewolucji toczą debatę na temat znaczenia środowiska naturalnego i tolerancji ekologicznej na zmiany ewolucyjne i początki bioróżnorodności na Ziemi. Najnowsze badania dowodzą, że ta interakcja środowiskowo-ekologiczna jest niezwykle istotna. a badania Piperno to jeden z pierwszych projektów badających wpływ tych procesów na udomowienie roślin.
Publikacja:
- Dolores R. Piperno, Irene Holst, Klaus Winter, Owen McMillan. "Teosinte before domestication: Experimental study of growth and phenotypic variability in Late Pleistocene and early Holocene environments". Quaternary International, 2014; DOI: 10.1016/j.quaint.2013.12.049
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz