Ученые исследуют, что делает некоторые виды растений «готовыми» к одомашниванию

Исследователи из Саутгемптонского университета предположили, что некоторые дикие виды растений обладают определенными свойствами, которые делают их более подходящими для выращивания человеком, чем другие.

Ученые, изучающие происхождение одомашненных растений, считают, что понимание этих ключевых генетических и морфологических признаков может дать важные подсказки о том, как создавать будущие культуры, адаптированные к изменению климата.

Они предполагают, что изучение существующих сегодня неодомашненных или недостаточно используемых растений может помочь в решении будущих задач по созданию сортов, устойчивых к росту глобальных температур и непредсказуемой погоде.

Одомашненные растения — это те, которые были адаптированы из диких для использования человеком, часто на протяжении тысяч лет. Около 12 000 лет назад общества охотников-собирателей начали культивировать широкий спектр видов как более надежные источники пищи. Регулярно высаживая семена от лучших растений каждый сезон, люди постепенно получали более устойчивые культуры с улучшенной урожайностью — но были одомашнены лишь некоторые дикие виды, а другие были заброшены.

Исследователи, стоящие за этим новым исследованием, опубликованным в журнале Trends in Ecology & Evolution, утверждают, что полезные, скрытые свойства некоторых диких видов «подготовили» их к одомашниванию. Их работа анализирует множество прошлых публикаций и данных, чтобы выяснить, почему была одомашнена лишь меньшая часть этих диких растений и как современные культивируемые сорта отличаются на генетическом уровне от своих предков и нынешних диких «родственников».

Старший автор исследования, профессор Марк Чепмен из Саутгемптонского университета, объясняет: «Десятки тысяч видов растений съедобны, однако одомашнены были лишь несколько сотен, и всего 15 видов обеспечивают 90% наших калорий.

«Сотни диких растений собирались людьми в неолитический период, но позже были оставлены как источники пищи. Мы исследовали, какие генетические или физические черты облегчали или ограничивали одомашнивание диких видов».

Команда, в которую также входят ученые из Оксфордского и Шеффилдского университетов, а также Королевских ботанических садов Кью, определила три основных фактора, делающих растения пригодными для выращивания человеком:

• Пластичность — то, как растение адаптируется к своей среде. Быстро и легко адаптирующиеся растения с признаками, которые предпочитали люди, с большей вероятностью были полезны для человеческого культивирования.
• Генетическое строение — чем проще, тем лучше. Если небольшое количество генов влияет на признаки, полезные для человека, то эволюция морфологии культуры достигается легче.
• Частота мутаций — чем выше, тем больше шансов на изменение. Если растение мутирует быстро, процесс проб и ошибок для получения более крупных семян или более вкусных плодов займет меньше времени.

Исследователи утверждают, что понимание сложных взаимосвязанных факторов, которые приводят к доминированию определенных видов растений среди одомашненных культур, может помочь понять, какие дикие культуры могут быть успешно адаптированы к будущим условиям, вызванным изменением климата.

«Когда растения были впервые одомашнены тысячи лет назад, люди знали только о климатических и погодных условиях, с которыми они столкнутся в тот момент, — объясняет профессор Чепмен. — Теперь, используя сложное климатическое моделирование, мы можем предсказать, как будет нагреваться наш мир и как изменится наша погода в ближайшие десятилетия. Это дает нам возможность задуматься о том, каким образом наши культуры должны будут быть устойчивыми в будущем».

Ученые приходят к выводу, что современные дикие растения, недостаточно используемые культуры в местных сообществах или частично одомашненные виды могут содержать ключевые полезные признаки, которыми можно управлять с помощью селекции и прецизионной селекции. Они надеются, что их исследование поможет в будущей работе по адаптации видов с целью повышения нашей продовольственной безопасности в быстро меняющемся мировом климате.