Признаки культурных растений формировались независимо

Современные сведения по археоботанике складываются в неожиданную картину окультуривания растений. Становление культурных сортов начиналось почти всегда за несколько столетий или даже тысячелетий до образования оседлых хозяйств. Культурные сорта происходили независимо в разных регионах мира, формируя независимо и конвергентно полезные для хозяйствования признаки. Разные признаки развивались неодинаковыми темпами: так, колос с неопадающими семенами повсюду выводился быстрее, чем крупные семена. При этом темпы формирования того или иного признака были сходными в различных центрах земледелия.

В рассуждениях об искусственном отборе часто подчеркивается его осознанная направленность и высокая скорость. Эти черты часто рассматриваются как основные отличия искусственного отбора от естественного. Такая позиция оправдана в полной мере, когда речь заходит о селекции XIX и XX веков, о генной инженерии XXI века. Но если вернуться к началу искусственного отбора — к становлению первых сельскохозяйственных культур, то эти различия становятся менее явными. Появлению первых аграрных поселений предшествовал очень долгий период коэволюции хозяйственно ценных растений и человеческих обществ. К такому выводу пришли археологи и биологи из нескольких университетов мира (Университетского колледжа Лондона и Уорикского университетаУниверситета КанберрыПекинского университета и Нью-Йоркского университета, включая его отделение в Абу-Даби), ориентируясь на сумму археоботанических данных из всех районов мира. Как выяснилось, искусственный отбор шел во всех районах примерно с постоянной скоростью и важные хозяйственные признаки формировались в культурах с более или менее одинаковой скоростью. При этом для каждого такого признака определяется специфический темп развития.

К настоящему времени археологи собрали большое количество остатков растений в местах поселения древних людей. Некоторые относятся к окультуренным разновидностям, как можно понять по их морфологическим особенностям. Например, у диких злаков созревшие колоски вместе с чешуями легко отваливаются от стебля, оставляя характерный след, рубец. У окультуренных растений таких рубцов нет, так как земледельцу выгодно иметь дело с разновидностями, у которых семена не опадают сами, а созревшие колоски отваливаются только при сильном ударе, при обмолоте. По наличию такого рубца культурные злаковые отличаются от диких. Другой признак культурных растений — толщина семенной оболочки. Толстая оболочка связана с необходимостью задержать прорастание семян в неурочный сезон. Для аграрного хозяйства этот признак вредный: нужно получать урожай в соответствии с нуждами человека. Еще один признак, свидетельствующий об окультуривании, — размер семян. Ясно, что для человека тем лучше, чем семена крупнее (да и в разрыхленной земле при глубокой посадке лучше прорастают крупные семена). Добавить сюда данные о микроостатках, фитолитах, крахмалистых компонентах в археологических остатках (например, на зубах) — и наберется серьезный арсенал средств для выявления древних культурных растений. Помимо того, теперь известно много местонахождений с остатками аграрной деятельности, так что карта центров происхождения культурных растений, предложенная около века назад Н. И. Вавиловым, стала гораздо полнее и содержательнее.













Карта центров происхождения культурных растений



Карта центров происхождения культурных растений. Черным цветом показаны центры происхождения культурных растений. Культуры, для которых собрано достаточно данных для количественных оценок темпов эволюции, даны без скобок, остальные — в скобках. Штриховкой показаны центры происхождения овощных культур. Схема из обсуждаемой статьи в PNAS



Итак, современные данные позволяют говорить о 20 центрах происхождения культурных растений (возможно, их и больше). Они разбросаны по всему миру, формировались асинхронно и постепенно. Различается в них и набор культур. Однако первое, что становится совершенно ясно из суммы всей информации — то, что почти во всех случаях одомашнивание растений начиналось примерно за тысячу лет до появления первых оседлых поселений земледельцев с навыками аграриев. Датировки первых поселений с признаками обработки земли в Мексике относятся к 7600 году (отсчитывается назад от настоящего момента), а признаки доместикации кукурузы в этом регионе регистрируются для находок возрастом 8700 лет. В Перу употребление крахмалистых продуктов начинается около 8000 лет назад, за 2000 лет до появления первых ирригационных канавок. В Новой Гвинее признаки культурных бананов, ямса, таро датируются 7000–6400 лет назад, а признаки земледельческих культур — 4000–5000 лет назад. В Китае просо употреблялось 9500 лет назад, а первые поселения с этой культурой относятся к периоду 8000 лет назад. Рис начали выращивать 6000 лет назад, а поля под полив для риса стали расчищать лишь спустя столетия. В неолитической Европе на Балканах употребление злаковых культур началось не менее чем за тысячу лет до вырубок леса для организации делянок под посевы (8000 лет против 6000, обе датировки с допусками; см. также новость Пшеница не сразу окультурилась, «Элементы», 06.04.2006).

Второе, на что обращают внимание исследователи, — это сходные темпы формирования морфологических признаков культурных сортов или видов. Ведь окультуривание злаковых стартовало в разных районах не одновременно, и формирование хозяйственно важных черт тоже шло параллельно в разных районах (см. Земледелие возникло независимо в разных районах Плодородного полумесяца, «Элементы», 09.07.2013). Можно было бы предположить, что становление признаков окультуривания будет зависеть от локальных особенностей — как природных, так и хозяйственных. Если в каких-то местах искусственный отбор интенсивнее, то культурные сорта сформируются быстрее, а там, где он менее активен, медленнее. Но выяснилось, что это не так. Например, становление такого признака, как неопадающие семена, потребовало 2–2,5 тысячи лет (подробнее об этом см.:Происхождение культурных растений: новый взгляд на старые проблемы.). А увеличение размера зерна шло и того медленнее. Но в каждом из земледельческих центров темпы становления и неопадающих семян, и крупных зерен были относительно одинаковыми.













Темпы появления разных полезных признаков у одомашненных культур



Вверху: постепенное становление признака неопадающих семян у разных видов злаков в разных районах. Видно, что при неодновременном начале процесса и при разнообразии отбираемых видов темп формирования сорта с этим признаком всюду примерно одинаков. Внизу: темпы увеличения семян у разных видов зерновых в разных районах мира. Здесь из всего набора данных выбраны хорошо документированные отдельные эпизоды доместикации; добавление всех имеющихся данных не изменяет общей закономерности, лишь усложняя ее деталями. Ясно видно, что увеличение зерен всюду происходило медленнее, чем формирование признака неопадающих семян. Графики из обсуждаемой статьи в PNAS



Опираясь на эти данные, можно говорить о длительном процессе становления земледельческих хозяйств. Сначала происходило формирование необходимых признаков у хозяйственных растений, человек очень постепенно отбирал полезные для себя свойства. Растения приобретали эти признаки в течение тысячелетий. Предстоит еще выяснить, почему скорость становления разных признаков оказалась столь различной: сыграли ли роль различные хозяйственные намерения людей или же это естественные свойства тех генных комплексов, которые за эти признаки отвечают. Так или иначе, приведенные количественные оценки заставляют по-новому взглянуть на вопросы, связанные с доместикацией растений. По всей видимости, как отмечают авторы работы, начальные этапы доместикации агрокультур связаны всё же с кочевыми хозяйствами, в которых уже практиковалось скотоводство. Скотоводы-кочевники возделывали делянки в один-два квадратных метра, ухаживая за посаженными растениями, удобряя их (об этом говорят данные по изотопному составу азота в фитолитах). Вероятно, климатические изменения заставили кочевников, уже имевших первичный опыт растениеводства, переходить к оседлому земледелию.

 

Оставьте свой отзыв!