Ječmen (Hordeum vulgare) - Zgodovina njegove udomačitve

Kako so naši predniki razvili tako genetsko raznolik pridelek?

Domače sorte ječmena v jugovzhodni Turčiji. Brian J. Steffenson (Morrell in Clegg)

ječmen ( Bardeum vulgare ssp. vulgaren ) je bila ena prvih in najzgodnejših poljščin, ki so jih ljudje udomačili. Trenutno arheološki in genetski dokazi kažejo, da je ječmen mozaična rastlina, ki se je razvila iz več populacij v vsaj petih regijah: Mezopotamija, severni in južni Levant, sirska puščava in 900–1800 milj (1500–3000 kilometrov) vzhodno na prostrani tibetanski planoti.

Dolgo se je domnevalo, da je bila najzgodnejša udomačitev v jugozahodni Aziji v času Predlončarski neolitik A pred približno 10.500 koledarskimi leti: toda mozaični status ječmena je vplival na naše razumevanje tega procesa. V rodovitnem polmesecu ječmen velja za enega klasičnih osem začetnih pridelkov .

Ena divja izvorna vrsta

Divji prednik vseh ječmenov naj bi bil Spontani ječmen (L.), pozimi kaljiva vrsta, ki je avtohtona na zelo širokem območju Evrazije, od rečnega sistema Tigrisa in Evfrata v Iraku do zahodnega toka reke Jangce na Kitajskem. Na podlagi dokazov iz zgornjepaleolitskih najdišč, kot je npr Ohalo II v Izraelu so divji ječmen želi vsaj 10.000 let, preden so ga udomačili.

Danes je ječmen četrta najpomembnejša poljščina na svetu po pšenica , riž in koruza . Ječmen kot celota je dobro prilagojen obrobnim in k stresu nagnjenim okoljem ter bolj zanesljiva rastlina kot pšenica ali riž v regijah, ki so hladnejše ali višje.

Oluščeni in goli

Divji ječmen ima več lastnosti, ki so koristne za divje rastline, ki pa niso tako koristne za ljudi. Obstaja krhek rachis (del, ki drži seme v rastlini), ki se zlomi, ko seme dozori, in jih raznese v vetrove; semena pa so na klasu razporejena v redko posejanih dveh vrstah. Divji ječmen ima vedno trdo lupino, ki varuje njegovo seme; neluščična oblika (imenovana goli ječmen) najdemo le pri domačih sortah. Domača oblika ima nelomljiv rah in več semen, razvrščenih v klas s šestimi vrstami.

V udomačenem ječmenu najdemo tako oluščene kot golosemenske oblike: v obdobju neolitika so gojili obe obliki, toda na Bližnjem vzhodu se je gojenje ječmena z golim semenom zmanjšalo z začetkom v kalkolitiku/bronasti dobi pred približno 5000 leti. Čeprav je goli ječmen lažji za žetev in predelavo, je bolj dovzeten za napade insektov in parazitske bolezni. Oluščeni ječmeni imajo večje pridelke; tako ali tako je bilo na Bližnjem vzhodu ohranjanje trupa izbrana lastnost.

Danes na zahodu prevladuje oluščeni ječmen, na vzhodu pa goloječmen. Zaradi enostavne predelave se gola oblika uporablja predvsem kot polnozrnata hrana za ljudi. Oluščena sorta se uporablja predvsem za živalsko krmo in proizvodnjo sladu za pivovarstvo. V Evropi je proizvodnjaječmenovo pivosega vsaj v leto 600 pr.

Ječmen in DNK

Britanski arheolog Glynis Jones in sodelavci so zaključili filogeografsko analizo ječmena na severnem obrobju Evrope in v alpski regiji ter ugotovili, da so mutacije genov, ki se prilagajajo mrazu, prepoznavne pri sodobnih domačih sortah ječmena. Prilagoditve so vključevale eno vrsto, ki se ni odzivala na dolžino dneva (to pomeni, da cvetenje ni bilo odloženo, dokler rastlina ni dobila določenega števila ur sončne svetlobe čez dan): in to obliko najdemo v severovzhodni Evropi in na legah na visoki nadmorski višini . Druga možnost je, da so se domače sorte v sredozemski regiji pretežno odzivale na dolžino dneva. V srednji Evropi pa dolžina dneva ni značilnost, ki bi bila (očitno) izbrana.

Jones in sodelavci niso bili pripravljeni izključiti dejanj možnih ozkih grl, vendar so predlagali, da so začasne podnebne spremembe morda vplivale na izbiro lastnosti za različne regije, kar je odložilo širjenje ječmena ali ga pospešilo, odvisno od prilagodljivosti pridelka regiji.

Koliko dogodkov podomačevanja!?

Obstajajo dokazi za vsaj pet različnih lokusov udomačitve: vsaj tri lokacije v rodovitnem polmesecu, ena v sirski puščavi in ​​ena na tibetanski planoti. Jones in sodelavci so poročali o dodatnih dokazih, da je v regiji rodovitnega polmeseca morda prišlo do štirih različnih dogodkov udomačitve azijskega divjega ječmena. Razlike znotraj skupin A-D temeljijo na prisotnosti alelov, ki so različno prilagojeni na dolžino dneva; in sposobnost prilagajanja ječmena, da raste na različnih lokacijah. Mogoče je, da je kombinacija vrst ječmena iz različnih regij ustvarila večjo odpornost proti suši in druge koristne lastnosti.

Ameriška botaničarka Ana Poets in sodelavci so identificirali segment genoma iz sorte sirske puščave v azijskem ječmenu in ječmenu rodovitnega polmeseca; in segment v severni Mezopotamiji v zahodnem in azijskem ječmenu. Ne vemo, je v spremnem eseju dejal britanski arheolog Robin Allaby, kako so naši predniki pridelali tako genetsko raznolike pridelke: vendar bi morala študija začeti zanimivo obdobje k boljšemu razumevanju procesov udomačitve na splošno.

Dokazi zaizdelava ječmenovega pivaleta 2016 so poročali že o neolitiku Yangshao (pred približno 5000 leti) na Kitajskem; zdi se, da je najverjetneje iz Tibetanske planote, vendar je treba to še ugotoviti.

Spletna mesta

• Grčija: Šivan Tash
• Izrael: Ohalo II
• Iran: Ali Kosh, Chogha Golan
• Irak: Jarmo
• Jordanija: 'Ain Ghazal
• Ciper: Klimonas, Kissonerga-Mylouthkia
• Pakistan: Mehrgarh
• Palestina: Jericho
• Švica: Arbonsko belilo 3
• Sirija: Abu Hurairah
• Puran: Çatalhöyük
• Turkmenistan: Jeitun

Izbrani viri

• Allaby, Robin G. ' Udomačitev ječmena: konec osrednje dogme? ' Biologija genoma 16.1 (2015): 176.
• Dai, Fei, et al. ' Profiliranje transkriptoma razkriva mozaični genomski izvor sodobnega gojenega ječmena .' Zbornik Nacionalne akademije znanosti 111.37 (2014): 13403–08.
• Jones, G., et al. ' DNK dokazi za večkratne vnose ječmena v Evropo po razpršenih udomačitvah v zahodni Aziji .' Antika 87.337 (2013): 701–13.
• Jones, Glynis, et al. ' Filogeografska analiza DNK ječmena kot dokaz za širjenje neolitskega poljedelstva po Evropi .' Journal of Archaeological Science 39.10 (2012): 3230–38.
• Mascher, Martin et al. ' Genomska analiza 6000 let starega gojenega žita osvetljuje zgodovino udomačevanja ječmena .' Naravna genetika 48 (2016): 1089.
• Pankin, Artem, et al. ' Ciljno ponovno zaporedje razkriva genomske znake udomačitve ječmena .' Novi fitolog 218.3 (2018): 1247–59.
• Pankin, Artem in Maria von Korff. ' Koevolucija metod in razmišljanj v študijah udomačevanja žit: Zgodba o ječmenu (Hordeum Vulgare) .' Trenutno mnenje o rastlinski biologiji 36 (2017): 15–21.
• Pesniki, Ana M., et al. ' Učinki tako nedavne kot dolgoročne selekcije in genetskega odmika so zlahka očitni v plemenskih populacijah ječmena v Severni Ameriki .' G3: Geni|Genomi|Genetika 6.3 (2016): 609–22.