Члены исследовательской группы — из Института генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбница в Гатерслебене, Германия; Университет Бар-Илан в Рамат-Гане, Израиль; Еврейский университет, Иерусалим, Израиль; Институт истории человечества им. Макса Планка в Йене, Германия; и Хайфский университет, Израиль; Институт Джеймса Хаттона, Великобритания; Калифорнийский университет, Санта-Крус, США; Миннесотский университет Сент-Пол, США; Тюбингенский университет, Германия.
Проанализированные зерна вместе с десятками тысяч других остатков растений были извлечены в ходе систематических археологических раскопок под руководством Ури Давидовича из Института археологии Еврейского университета в Иерусалиме и Нимрода Марома из Института археологии Зинмана Университета им. Хайфа, Израиль.
Археоботанический анализ проводился Эхудом Вайсом из Университета Бар-Илан. Пещера очень труднодоступна и использовалась людьми лишь в течение короткого времени, около 6000 лет назад, вероятно, как временное убежище.
На сегодняшний день реконструирован геном самого старого растенияБольшая часть изучения археоботанических находок ограничивалась сравнением древних и современных образцов на основе их морфологии.
До сих пор генетически реконструирована только доисторическая кукуруза. В этом исследовании команде удалось секвенировать полный геном зерен ячменя возрастом 6000 лет. Результаты теперь опубликованы в онлайн-версии журнала Nature Genetics.«Эти археологические находки предоставили нам уникальную возможность окончательно секвенировать геном растения эпохи энеолита.
Генетический материал хорошо сохранился в течение нескольких тысячелетий из-за крайней засушливости региона», — объясняет Эхуд Вайс из Университета Бар-Илан. Чтобы определить возраст древних семян, исследователи разделили зерна и подвергли половину из них радиоуглеродному датированию, а другую половину использовали для извлечения древней ДНК. «Для нас древняя ДНК работает как капсула времени, которая позволяет нам путешествовать в прошлое и заглядывать в одомашнивание сельскохозяйственных культур в определенные моменты времени в прошлом», — объясняет Йоханнес Краузе, директор отдела археогенетики в Max Planck. Институт истории человечества в Йене. Геном зерен ячменя эпохи энеолита — это самый старый геном растений, реконструированный на сегодняшний день.
Приручение ячменя завершено очень раноПшеница и ячмень уже выращивались 10 000 лет назад в Плодородном полумесяце, серповидном регионе, простирающемся от современного Ирака и Ирана через Турцию и Сирию до Ливана, Иордании и Израиля. До сих пор дикие формы этих двух культур сохраняются в регионе и являются одними из основных модельных видов, изученных в Институте эволюции Хайфского университета. «Отсюда возникло зерновое земледелие, которое позже распространилось на Европу, Азию и Северную Африку», — объясняет Цион Фахима из Хайфского университета.«Наш анализ показывает, что семена, выращенные 6000 лет назад, сильно отличаются генетически от диких форм, которые мы находим сегодня в этом регионе.
Однако они показывают значительное генетическое перекрытие с современными одомашненными линиями из этого региона», — объясняет Нильс Штайн, руководивший сравнение древнего генома с современными геномами в Институте генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур (IPK) им. Лейбница, Гатерслебен, при поддержке Робби Во и его коллег из Института Джеймса Хаттона, Данди, Шотландия, и Гэри Мюлбауэра, Университет Миннесоты , СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. «Это демонстрирует, что одомашнивание ячменя в Плодородном полумесяце уже было продвинуто очень рано».Сравнение древних семян с дикими формами из этого региона и с так называемыми «местными сортами» (то есть местными линиями ячменя, выращиваемыми фермерами на Ближнем Востоке) позволило предположить географически, по словам Циона Фахима и его коллег из Университета г. Хайфа и израильский колледж Тель-Хай, «источник одомашнивания ячменя в Верхней долине реки Иордан — гипотеза, которая также подтверждается двумя археологическими раскопками в окрестностях, где были обнаружены самые ранние остатки возделывания ячменя.Иммигранты «доверяют» сохранившимся старым сортам
Также исследователям показывается генетическое совпадение с современными одомашненными линиями из этого региона. «Это сходство — удивительное открытие, учитывая, в какой степени климат, а также местная флора и фауна, а также методы ведения сельского хозяйства изменились за этот долгий период времени», — говорит Мартин Машер из Института генетики растений им. Лейбница. и Crop Plant Research, ведущий автор исследования. Поэтому исследователи предполагают, что завоеватели и иммигранты, приезжающие в регион, не привезли свои семена сельскохозяйственных культур со своей бывшей родины, а продолжили выращивать адаптированные к местным условиям существующие местные сорта.Новое понимание происхождения наших сельскохозяйственных культур
Сочетание археологии, археоботаники, генетики и компьютерной геномики в междисциплинарном исследовании позволило по-новому взглянуть на происхождение наших сельскохозяйственных культур. «Это только начало нового захватывающего направления исследований», — прогнозирует Верена Шуенеманн из Тюбингенского университета, второй ведущий автор исследования. «ДНК-анализ археологических останков доисторических растений даст нам новое понимание происхождения, одомашнивания и распространения сельскохозяйственных культур».