Генетика раскрывает древние торговые пути картофеля Four Corners
Новое исследование показывает, что вид местного картофеля был завезён в южную Юту коренными народами в далёком прошлом, что делает его кандидатом на звание единственного культурно значимого вида растений, одомашненного на юго-западе США.
Команда исследователей использовала генетический анализ, чтобы выяснить, как и откуда клубни картофеля Four Corners (Solanum jamesii) собирались, транспортировались и продавались на плато Колорадо. Результаты подтверждают утверждение, что этот клубень является «потерянной сестрой», присоединяясь к кукурузе, бобам и тыкве (известным как «три сестры») в качестве основной сельскохозяйственной культуры, искусно выращиваемой в засушливом ландшафте.
«Транспортировка — один из ранних ключевых этапов в одомашнивании местных растений», — сказала соавтор исследования доктор Лизбет Лаудербек.
Авторы собрали образцы ДНК современных популяций картофеля Four Corners возле археологических памятников и из популяций вне археологического контекста в естественном ареале вида — на хребте Моголлон в центральной Аризоне и Нью-Мексико. Результаты указывают, что картофель транспортировался и культивировался, вероятно, предками современных племён пуэбло, динé, южных пайютов и апачей.
«Картофель Four Corners, наряду с кукурузой, какао и агавой, отражает значительное влияние человека на растительное разнообразие ландшафта на протяжении тысячелетий», — сказал ведущий автор исследования доктор Брюс Павлик.
Исследование опубликовано в American Journal of Botany.
S. jamesii содержит в два раза больше белка, кальция, магния и железа, чем органический красный картофель, и один клубень может дать урожай до 600 мелких клубней всего за четыре месяца. Эта питательная культура была бы высокоценным предметом торговли и crucial в голодные зимние месяцы.
Потерянная сестра
«Неархеологические» популяции картофеля на хребте Моголлон не связаны с артефактами, достигают больших размеров и непрерывно распределены по среде обитания. В отличие от них, «археологические популяции» встречаются в пределах 300 метров от древних поселений и, как правило, мельче. Их разреженное, изолированное распределение по плато Колорадо демонстрирует генетический состав, объяснимый только сбором и транспортировкой людьми.
Способность к клонированию позволяет S. jamesii сохраняться даже в далёких от идеала условиях. Это также оставляет генетическую «печать», указывающую на происхождение каждой популяции. Этот сигнал сохраняется сотни поколений.
Исследователи собрали образцы ДНК 682 отдельных растений из 25 популяций — 14 возле археологических памятников и 11 из естественного ареала. Результаты показали, что наиболее генетически разнообразные популяции сконцентрированы вокруг хребта Моголлон. Популяции же на археологических памятниках демонстрируют сниженное генетическое разнообразие, так как перевезённые клубни могли содержать лишь часть доступных генов.
Происхождение археологических популяций
Популяции S. jamesii в долине Эскаланте на юге Юты имеют два разных происхождения: одно напрямую из региона хребта Моголлон, а другое связано с районами Bears Ears, Меса-Верде и Эль-Морро. Эти археологические памятники образуют генетический коридор, указывающий на древнюю транспортировку клубней.
Четыре археологические популяции вокруг долины Эскаланте, несмотря на географическую близость, имеют различное происхождение. Генетические сигнатуры могут указывать на многократную транспортировку картофеля в новые места в далёком прошлом, вероятно, вдоль древних торговых путей.
«Картофель присоединяется к большому набору товаров, которые торговались на этом обширном культурном ландшафте», — сказала Лаудербек.
Учёные из USDA Potato Gene Bank десятилетиями изучали генетику этого картофеля и были заинтригованы разнообразием генетических паттернов.
«Раньше мы задавались вопросом о паттернах распределения генетического разнообразия Solanum jamesii, — сказал соавтор доктор Альфонсо дель Рио. — Нам не было ясно, что люди изменили его ареал, но теперь у нас есть доказательства, подтверждающие именно это».
Исследователи интерпретируют транспортировку картофеля Four Corners как ранние стадии одомашнивания. Однако они планируют проанализировать конкретные последовательности генов, чтобы больше узнать о морозостойкости, вкусе и способности к прорастанию S. jamesii и понять, был ли он действительно одомашнен.
«Мы хотели бы изучить конкретные генетические маркеры желательных признаков, таких как размер клубня и морозоустойчивость, — сказал Павлик. — Вполне возможно, что коренные народы отдавали предпочтение определённым признакам и таким образом пытались поощрять благоприятные гены».