Papaja uprawna udomowiona przez Majów 4 tys. lat temu

Cultivated papaya owes a lot to the ancient Maya, research suggests - Phys.Org 17.03.2015.

Badania genetyczne chromosomów płci melonowca (zwanego popularnie papają) pokazują, że jednopienna (czyli obupłciowa) odmiana tej rośliny, która jest najbardziej cenioną odmianą uprawną, powstała na skutek selekcji przez człowieka, najprawdopodobniej przez Majów około 4 tys. lat temu. Badania opublikowane w czasopiśmie Genome Research skupiły się na regionie męskiego chromosomu płci papai, który - jak pokazują wyniki - odpowiada za rozwój rośliny obojnaczej. Zdaniem Raya Minga, profesora botaniki z University of Illinois, który kierował projektem, dzięki tym badaniom pewnego dnia będzie można wyhodować papaję, która wytwarza wyłącznie potomstwo dwupłciowe, co usprawni rozwój systemu korzeniowego i części naziemnej rośliny, obniżając koszty produkcji oraz zużycie nawozów i wody.

Melonowiec (papaja) (fot. Wikimedia Commons)

Rośliny papai mogą być albo męskie, albo żeńskie, albo obojnacze, przy czym odmiana jednopienna wytwarza owoce o najwyższej wartości komercyjnej. Jednak hodowla roślin obupłciowych jest kosztowna i nieefektywna, ponieważ jedna trzecia nasion obojnaczych i połowa nasion żeńskich wytwarza rośliny żeńskie, które są w hodowli bezużyteczne. Dopiero w porze kwitnienia okazuje się, jaka powstała roślina, więc hodowcy wysiewają jednocześnie wiele nasion, aby zwiększyć szanse na uzyskanie przynajmniej jednej rośliny jednopiennej. Po identyfikowaniu pożądanej rośliny, inne są wycinane.

Chromosom Y u obupłciowych egzemplarzy papai (zwany Yh) powstaje ze zmodyfikowanego męskiego chromosomu Y. Naukowcy starają się zrozumieć genetyczną podstawę tej modyfikacji, aby wyhodować roślinę, która będzie produkować wyłącznie dwupłciowe potomstwo. Zdaniem Minga zidentyfikowanie pierwotnej populacji męskiej, z której pochodzi zmodyfikowany chromosom Yh, pozwoli na prześledzenie przebiegu mutacji.

Naukowcy zsekwencjonowali i porównali region "męski" i "obojnaczy" odpowiednio w chromosomach Y i Yh w 24 dziko rosnących roślinach męskich i 12 hodowlanych jednopiennych. Znaleziono różnicę na poziomie mniej niż pół procenta między sekwencjami męskimi a dwupłciowymi, co wskazuje, że zmiana ewolucyjna odpowiedzialna za tę modyfikację wystąpiła stosunkowo niedawno.

Zdaniem autorów publikacji chromosomy płci w innych organizmach są bardzo stare i geny uległy tak wielu zmianom, że nie sposób odtworzyć ich ewolucji. Przykładowo wiek ludzkich chromosomów płci jest szacowany na 167 mln lat, natomiast papai - na zaledwie 7 mln, co zdaniem Minga sprawia, że papaja jest dobrym modelem dla zrozumienia całej ewolucji chromosomów płci.

Wśród męskich roślin papai zespół znalazł trzy odrębne dzikie populacje: MSY1, MSY2 i MSY3, przy czym wszystkie rośliny z populacji MSY3 pochodziły z północno-zachodniego wybrzeża Kostaryki. Z analiz wynika, że to populacja MSY3 była najściślej związana z chromosomem obojnactwa. 

Według autorów publikacji rozdział na papaję męską i obojnaczą datuje się na około 4 tys. lat temu, czyli po okresie najintensywniejszej domestykacji roślin uprawnych w Mezoameryce ponad 6200 lat temu, ale równolegle do początków cywilizacji Majów. Biorąc również pod uwagę fakt, że nie znaleziono żadnych osobników dwupłciowych w dzikich populacjach papai w Ameryce Środkowej, jest bardzo prawdopodobne, że jej jednopienność jest wynikiem udomowienia przez Majów lub inną rdzenną grupę ludności.