07.05.2014

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, пишет PNAS.

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 университета, Университета Канберры, Пекинского 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.

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).

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. 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. 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.

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.

Елена Наймарк

Источники:

1. elementy.ru