Страница 19 из 25
От подсчета числа хромосом, как это делал Николай Вавилов, генетики перешли к декодированию ДНК. К началу 1990-х годов технология развилась настолько, что ученые могли исследовать несколько сходных сегментов ДНК различных растений и сравнивать последовательность нуклеотидов в них. Данная методика более эффективна, чем изучение отдельной небольшой области генома. Итак, ученые исследовали ДНК дикорастущих и культурных разновидностей пшеницы однозернянки и обнаружили, что все культурные сорта этого вида пшеницы располагаются на стройном генеалогическом древе с единственным корнем. Создавалось впечатление, что все разновидности пшеницы однозернянки произошли от одной конкретной популяции растений. ДНК культурной однозернянки наиболее полно совпадала с ДНК ее дикорастущих разновидностей, что встречаются у подножия Караджадага на юго-востоке Турции. По результатам этого анализа, казалось, было установлено значительное сходство видов пшеницы, обладающих двумя наборами хромосом, к которым относится и пшеница двузернянка. У этих растений также прослеживался общий источник, который тоже, вероятно, располагался у склонов Караджадага. Общая родина обнаружилась и у разновидностей ячменя, на этот раз – в долине реки Иордан. Молекулярная генетика, молодая наука, вступила в спор об источнике происхождения окультуренных растений – и разрешила его. Результаты исследований (в ходе которых изучали молекулы, а не кучи мусора), дававшие некую уверенность, которую никогда не могла подарить археология, и достойные публикации в научных журналах с наиболее обширной аудиторией, казалось, поставили точку в этом вопросе.
Получается, Вавилов и Чайлд были правы: злаковые были введены в культуру за короткий срок, в изолированных центрах, откуда они потом распространились на волне бурного развития земледелия. Старая теория о неолитической революции подтвердилась. Действительно, существовали очаги и единственный источник происхождения для каждой злаковой культуры. Даже казалось, что избранная культурная группа на юго-востоке Турции придумала и воплотила в жизнь восхитительный замысел, поднявший их до уровня древней элиты и позволивший населению расти и осваивать соседние территории.
Такая красивая история – если бы только она оказалась правдой! Однако к началу XXI века в фундаменте данной научной теории появились первые трещины. Археологи и археоботаники в один голос заявляли, что введение в культуру растений, скорее всего, представляло собой продолжительный и сложный процесс. Так, археоботанические данные из долины Евфрата свидетельствовали, что для формирования у пшеницы однозернянки прочной оси – стержня пшеничного колоса, не дающего зернам осыпаться до обмолота, – потребовалось около тысячи лет. Это не противоречит результатам генетического анализа только в том случае, если ранние культуры с самого момента их появления были строго изолированы от диких сородичей для предотвращения гибридизации. Однако такая ситуация маловероятна.
Археологи, ведущие поиски истоков земледелия, многократно предлагали на роль колыбели неолитической революции различные участки на территории Плодородного полумесяца. Результаты раскопок неолитических слоев, проводившихся Кэтлин Кеньон в Иерихоне в 1950-х годах, навели на мысль о том, что земледелие зародилось в Южном Леванте. В то же время другие ученые указывали на северные и восточные окраины Плодородного полумесяца, а именно на холмы в преддверии Тавра и Загроса. Затем основным кандидатом стал «Золотой треугольник» между реками Тигр и Евфрат и горами Тавр, где также пересекались зоны произрастания многих «базовых культур». Тем не менее по мере накопления археологических данных имеющиеся сведения все четче указывали на вероятность одновременного окультуривания злаков на значительно более обширной территории. Более того, оказалось, что история раннего земледелия полна ложных путей и тупиков. Приблизиться к разгадке по-прежнему не удавалось. На Ближнем Востоке следы неолита были неравномерно и хаотично разбросаны по огромной территории и нескольким тысячелетиям истории.
Факты – результаты археологических раскопок и данные генетического анализа – подтверждали противоположные точки зрения на процесс окультуривания.
Компьютерное моделирование свидетельствовало о том, что результаты генетических исследований могут оказаться недостоверными, поскольку с помощью методик генетического анализа нельзя установить наверняка, происходит ли злаковая культура из единого источника или же из разных, с большим числом последующих скрещиваний. Однако идея быстрого и локального введения в культуру большого числа растений по-прежнему преобладала, пока внутри самого лагеря генетиков не начались разногласия. По мере расширения области исследований сложность открываемых отношений все возрастала.
Первые признаки того, что теория о едином, очаговом происхождении культур могла быть артефактом выбранного метода исследования, а не реальным и доказуемым открытием, появились при более глубоком анализе ячменя. У растений помимо хромосомной ДНК имеется дополнительный «комплект» ДНК в хлоропластах – миниатюрных фабриках растительных клеток, где проходит процесс фотосинтеза. Результаты секвенирования специфических фрагментов ДНК хлоропластов ячменя свидетельствуют, что родиной этого злака были по меньшей мере две разные области. Анализ участка хромосомы, непосредственно связанного с мутацией, которая привела к появлению неосыпающегося колоса у ячменя, подтверждает эту теорию. В результате дополнительных исследований ученые пришли к выводу, что ячмень был введен в культуру не только в долине реки Иордан, но и у подножия Заргоса. Чем более подробный анализ проводили генетики, тем больше нового они открывали. В ходе последних исследований всего генома ячменя обнаружилось, что разные сорта культурного растения генетически связаны с растущими по соседству разновидностями дикого ячменя. По всей видимости, речь идет не об одном общем предшественнике, а о нескольких. В частности, одно исследование приводит информацию из неожиданно лирического источника: «Поэтс и коллеги недавно продемонстрировали, что характер генетического разнообразия ячменя полностью опровергает представления о моноцентрическом происхождении».
Стоит сразу отметить, что Ана Поэтс – генетик (хотя, кто знает, возможно, она еще и поэтесса, в конце концов, редко встречаются ученые, обделенные художественным талантом) и руководитель недавнего исследования, посвященного одинаковым мутациям у культурных и диких разновидностей ячменя. Вместе с коллегами Ана Поэтс доказала, что культурный ячмень не имеет единственного источника происхождения, напротив, история этого растения – настоящая мозаика: у него целый ряд дикорастущих предков, следы существования которых разбросаны в геномах современных растений. Конечно, очевидные связи с дикорастущими разновидностями могут быть результатом более поздней гибридизации, но эту вероятность исследователи также отвергли. Генетическая мозаика ячменя имеет гораздо более древние корни, чем предполагалось ранее.
При изучении пшеницы двузернянки генетикам также пришлось признать, что ее родословная более запутанная, чем кажется. Следы культурной полбы возрастом более 10 000 лет находят при археологических раскопках на всей территории Плодородного полумесяца. Однако результаты самых первых генетических исследований показывали, что весь вид культурной полбы ведет свое начало от отдельной популяции дикой пшеницы двузернянки на юго-востоке Турции. Казалось, это свидетельствует о том, что первый крошечный центр земледелия появился на территории Плодородного полумесяца около 11 000 лет назад. Но потом история изменилась: более поздние исследования показали, что и у полбы богатая родословная, с тесными связями с многими дикорастущими разновидностями этого растения, встречающимися на просторах Ближнего Востока.
Похожая гипотеза подтвердилась и для пшеницы однозернянки. Первичный генетический анализ указывал на единственный изолированный источник развития культуры. Но к 2007 году, благодаря детальным исследованиям, появились доказательства того, что история и этой культуры вовсе не так проста: не было сокращения генетического разнообразия – прохождения популяции через «бутылочное горлышко» доместикации. Наоборот, генетическая изменчивость культуры подтверждает ее происхождение от целого ряда дикорастущих предков, произраставших по всей северной дуге Плодородного полумесяца.