В течение многих лет ученые из Генного банка картофеля Министерства сельского хозяйства США (USDA Potato Gene Bank) изучали генетику дикого картофеля Solanum jamesii и его культивируемой разновидности Four Corners, отмечая разнообразие генетических моделей в разных регионах.
Исследователи из научной организации "Сад и дендрарий Ред-Бьютт" Университета штата Юта и Музея естественной истории Юты также активно исследуют древний картофель и доказывают, что его транспортировка является первым этапом в процессе его одомашнивания, согласно информации, опубликованной в пресс-релизе от University of Utah.
Дикое растение Solanum jamesii содержит высокоядовитый солонин, поэтому оно ядовито.
"Несколько индейских племен использовали эти маленькие клубни, чтобы выжить в суровые зимы. Сегодня мы знаем, что S. jamesii содержит в два раза больше белка, кальция, магния и железа, чем культурный картофель, и один семенной клубень может произрастить и дать до 600 маленьких клубней всего за четыре месяца. Кормовой урожай стал ценным источником питания в зимнее время. Но для нас было сюрпризом обнаружение генетических потоков этого растения, которые способствовали его одомашниванию и уменьшению содержания солонина", говорит доктор Брюс М. Павлик, экс-директор по охране природы в Red Butte Garden и главный автор исследования, посвященного истории торговых маршрутов древнего картофеля у индейцев.
"Транспортировка была одним из первых важных шагов в процессе одомашнивания местных растений и их превращения в сельскохозяйственные культуры. Мы собрали ДНК образцы современных популяций картофеля Four Corners рядом с археологическими объектами и с популяциями, обитающими в естественной среде возле Моголлонского рифа в центральном Аризоне и Нью-Мексико. Результаты исследования показали, что картофель был транспортирован и выращен предками современных племен пуэбло (хопи, зуни, тева, зиа), дине, южных пайютов и апачей", говорит доктор Лизбет Лаудербак, археолог в NHMU, доцент антропологии в Университете Юты и соавтор исследования.
Регион Моголлонского рифа находится в южной центральной части Аризоны, простираясь на восток и север до гор Моголлон в Нью-Мексико. Здесь растут сосны пондерозы, сосны пиньоны, можжевельники и дикий картофель Solanum jamesii. Этот вид может произрастать под покровом сосен, и за четыре месяца из одного семенного клубня может вырасти до 600 маленьких клубней. Неархеологические популяции этого растения растут без связи с артефактами в окружающей среде.
Археологические популяции картофеля располагаются в пределах 300 метров от древних поселений и обычно меньше, чем популяции в центре распространения растения. Изолированные популяции на плато Колорадо имеют генетический состав, который можно объяснить только наличием обмена клубнями и их транспортировкой человеком.
Для осуществления полового размножения и создания жизнеспособных семян цветкам нужна пыльца от другого растения с совместимыми генетическими факторами. Если подходящего партнера нет, растения будут размножаться клонированием через подземные стебли. Способность к клонированию позволяет Solanum jamesii сохраняться даже в неблагоприятных условиях и оставлять генетическую отметку о том, где именно возникла каждая популяция. Эта отметка видна у картофеля, который был перевезен в места, где он обычно не встречается, и сохраняется на протяжении множества поколений.
Исследователи получили образцы ДНК от 682 растений из 25 популяций картофеля Four Corners, включая популяции возле археологических объектов и популяции, обитающие в естественной среде возле Моголлонского рифа. Результаты исследования показали, что наиболее генетически разнообразные популяции Solanum jamesii были сконцентрированы вокруг Моголлонского рифа. Археологические популяции, вероятно, имели сниженное генетическое разнообразие из-за того, что перевезенные клубни могли содержать только часть доступных генов.
Археологические объекты образуют генетические связи, указывающие на то, что древние люди перевозили клубни для торговли и посадки на новых местах, удаленных от центра естественного распространения картофеля.
Исследователи намерены продолжить анализ генов, чтобы узнать больше о морозостойкости Solanum jamesii и его способности выживать в суровых условиях. Особое внимание уделяется конкретным генетическим маркерам, которые определяют морозостойкость и размер клубней.
Информацию о том, как развивается арктическое картофелеводство в России, вы можете прочитать здесь.
На фотографии показано растение Solanum jamesii, картофель сорта Four Corners. Автор фото: Тим Ли / NHMU.
