Ученые обнаружили, где именно находился африканский «Плодородный полумесяц»

Пшеница и многие другие зерновые культуры были впервые одомашнены в Западной Африке. Об этом заявил популяционный генетик из Французского научно-исследовательского института развития (IRD) в Монпелье Ив Вигуру 3 мая в статье журнала Science.

Последние исследования выявили, что колыбель сельского хозяйства находилась вокруг бассейна реки Нигер в Западной Африке. Именно здесь было положено начало таким культурам, как африканское просо, рис, а также ямс.

Однако ученые определили только место одомашнивания растений, выявить даты этого важного процесса они пока не смогли.

В Африке биологи и археологи сталкиваются со множеством трудностей — окаменелости растений и сельскохозяйственные артефакты плохо сохраняются в теплой и влажной среде Африки. Финансирование ограничено, а полевые исследования часто сталкиваются с политическими и материально-техническими проблемами, что тоже является препятствием на пути к научным открытиям.

Однако генетические исследования все-таки обходят некоторые из этих препятствий. В 2002 году коллега Вигуру, популяционный генетик Нора Скарчелли заинтересовалась ямсом — самым важным корнеплодом в Африке до появления в XVI веке маниоки.

Африканский ямс (Dioscorea rotundata) имеет большие клубни, которые немного похожи на американский сладкий картофель. Скарчелли задалась вопросом, откуда произошло это растение. Для решения данной задачи она вместе с коллегами провела секвенирование и сравнила 167 геномов диких и одомашненных сортов ямса из Ганы, Бенина, Нигерии и Камеруна.

ДНК дикого ямса, растущего в саванне, оказалась довольно однородной. Однако лесной дикий ямс разделился на две группы, одна из которых росла в Камеруне, а другая — гораздо дальше, на западе.

Скарчелли, Вигуру и также их коллеги определили, что лесной ямс произрастал в бассейне реки Нигер, между восточной Ганой и западной Нигерией, и именно в этом месте началось одомашнивание дикого растения.

Дата одомашнивания не была определена, но зато выявлены гены, которые изменялись во время этого процесса. Например, гены, отвечающие за изменение регуляции воды, что позволило ямсу, растущему в лесах, выйти на открытое солнце. Также изменились гены, отвечающие за развитие корневой системы, благодаря чему в растении увеличилось содержание крахмала.

Аналогичное исследование было проведено в отношении африканского проса (Pennisetum glaucum) — чрезвычайно важного злака, способного расти в засушливых районах и на скудных почвах. Результаты анализа показали, что это растение также имеет западноафриканское происхождение.

После сравнения геномов 221 дикого (Pennisetum glaucum monodii) и одомашненного проса, Вигуру и его коллеги пришли к выводу, что все одомашненные сорта африканского проса происходили от одного предка. И этот предок произрастал к северу от реки Нигер, в той части западной пустыни Сахара, что сегодня включает в себя север Мали и Мавританию.

Считается, что около 6000 лет назад, до того, как просо было одомашнено, в африканском регионе находилось множество озер. По мере изменения климата они высыхали, что сподвигло жителей этого региона самим выращивать растения, пишет Вигуру.

Популяционный генетик также считает, что с течением времени люди перемещались на юг, а культивируемые ими растения скрещивались с дикими видами. Этот процесс замедлил одомашнивание, но повлиял на генетическое разнооборазие. «Наши результаты подчеркнули важность потока генов диких культур во время и после одомашнивания», — пишет Вигуру.

Подтверждено также западноафриканское происхождение африканского риса (Oryza glaberrima). В прошлогодних исследованиях Вигуру и его коллеги проанализировали 163 разновидности одомашненного африканского риса и 83 образца дикого риса из Западной и Восточной Африки.

Анализ показал, что предками диких видов был рис из северной части Мали. Также ученые обнаружили, что генетические изменения, оказавшие решающее значение для одомашнивания африканского риса оказались сходными с теми, которые произошли при одомашнивании азиатского.

Судя по результатам исследования, дикие предки наиболее важных сельскохозяйственных африканских культур имеют гены, которые можно использовать для повышения продуктивности и устойчивости к болезням современных одомашненных сортов.

Такие улучшения могут быть спасением жизни на континенте, где население увеличивается, а изменение климата угрожает урожайности. «Когда мы изучаем эволюцию сельскохозяйственных культур на протяжении долгого времени, это помогает нам увидеть, какие сорта более устойчивы», — отмечает Алемсегед Белдадос, археоботаник из Университета Аддис-Абебы. «Это поможет нам выделить лучшие сорта», — добавляет он.

Напомним, 2 мая были опубликованы результаты крупнейшего исследования ДНК лошадей. В результате исследования ученые не смогли выявить предка домашней лошади, но зато были обнаружены новые виды, жившие в XX веке до нашей эры на территориях Сибири и Иберии.