Исследователи из Университета Саутгемптона предложили, что некоторые дикие виды растений обладают такими характеристиками, которые делают их более подходящими для человеческого культивирования, чем другие.
Ученые, исследующие происхождение одомашненных растений, утверждают, что понимание ключевых генетических и морфологических черт может предоставить важные подсказки для разработки будущих культур, адаптированных к изменениям климата.
Они предлагают изучить существующие сегодня недомашненные или недостаточно используемые растения, чтобы помочь в решении будущих задач по разработке сортов, устойчивых к повышению глобальных температур и непредсказуемой погоде.
Одомашненные растения — это те, которые были адаптированы из дикой природы для человеческого использования, часто на протяжении тысячелетий. Около 12 000 лет назад общества охотников-собирателей начали культивировать широкий спектр видов как более надежные источники пищи. Постепенно, повторно высаживая семена своих лучших растений каждый сезон, люди производили более устойчивые культуры с улучшенными урожаями — но только некоторые дикие виды были одомашнены, а другие были оставлены.
Исследователи, стоящие за этим новым исследованием, опубликованным в журнале Trends in Ecology and Evolution, утверждают, что полезные скрытые свойства некоторых диких видов «подготовили» их к одомашниванию. Их исследование рассматривает множество предыдущих литературных источников и доказательств, чтобы выяснить, почему лишь меньшинство этих диких растений было одомашнено и как современные культивированные сорта отличаются на генетическом уровне от своих предков и современных диких «кузенов».
Главный автор исследования, профессор Марк Чэпмен из Университета Саутгемптона, объясняет: «Десятки тысяч видов растений съедобны, но лишь несколько сотен были одомашнены, а всего 15 видов обеспечивают 90 процентов наших калорий».
«Сотни диких растений были собраны людьми в неолитический период, но позже были оставлены как источники пищи. Мы исследовали, какие генетические или физические черты способствовали или ограничили одомашнивание диких видов.»
Команда, в которую также входят ученые из университетов Оксфорда, Шеффилда и Королевских ботанических садов в Кью, выделила три основных фактора, которые делают растения подходящими для человеческого культивирования:
Пластичность: как растение адаптируется к своей среде. Быстро и легко адаптирующиеся растения с чертами, которые предпочитают люди, с большей вероятностью окажутся полезными для человеческого культивирования.
Генетический состав: чем проще, тем лучше. Если небольшое количество генов влияет на черты, которые могут быть полезны людям, то эволюция морфологии культуры достигается легче.
Частота мутаций: чем быстрее, тем больше шансов на изменения. Если растение быстро мутирует, процесс проб и ошибок для получения более крупных семян или более вкусных фруктов займет меньше времени.
Исследователи утверждают, что понимание сложных взаимосвязанных факторов, которые приводят к доминированию определенных видов растений в одомашненных культурах, может помочь понять, какие дикие культуры могут быть успешно адаптированы к будущим условиям, вызванным изменением климата.
«Когда растения впервые были одомашнены тысячи лет назад, люди знали только о климате и погодных условиях, с которыми они столкнутся в тот момент», — объясняет профессор Чэпмен. «Теперь, используя сложное климатическое моделирование, мы можем предсказать, как наш мир будет нагреваться и как будет меняться наша погода в ближайшие десятилетия. Это дает нам возможность подумать о том, как наши культуры должны быть устойчивыми в будущем.»
Ученые заключают, что современные дикие растения, недостаточно используемые культуры в местных сообществах или частично одомашненные виды могут содержать ключевые полезные черты, которые можно контролировать с помощью селекции и точного разведения. Они надеются, что их исследование поможет информировать будущие работы по адаптации видов с целью улучшения нашей продовольственной безопасности в быстро меняющемся климате.