Генетики "воскресили" кукурузу возрастом в 5000 лет

Генетики смогли извлечь ДНК из древнейших останков "культурной" кукурузы и восстановить ее геном, указавший на более древние корни этого растения.

"Примерно девять тысяч лет назад люди, жившие на территории современной Мексики, начали собирать и есть дикую траву под названием теосинте. Через несколько тысяч лет эта заурядная трава, благодаря селекции и искусственному отбору, превратилась в современную кукурузу. Она настолько сильно отличается от теосинте, что несколько десятилетий назад ученые не могли понять, кто же на самом деле был ее предком", — рассказывает Нэйтан Уэйлс (Nathan Wales) из Музея естественной истории Дании в Копенгагене.

На сегодняшний день среди ученых нет единого мнения насчет того, где и когда произошло одомашнивание кукурузы. Часть археологов и генетиков считает, что это случилось относительно недавно, около пяти тысяч лет назад, на территории Перу, а другие полагают, что "приручение" кукурузы состоялось значительно раньше, около 10 тысяч лет назад, и произошло на территории Мексики, в долине Техуакан.

Как объясняют ученые, поиски правильного ответа в данном случае затруднены тем, что теосинте совершенно непохожа на современную кукурузу – в ее початке содержится всего 9-12 зерен, которые упакованы в очень прочную "скорлупу" и которые выпадают из нее после достижения зрелости, что очень сильно затрудняет сбор урожая. Соответственно, у ученых не было до недавнего времени никаких идей насчет того, что именно привлекло внимание древних селекционеров в этом невзрачном растении.

Уэйлс и его коллеги приблизились к ответу на эту загадку, успешно восстановив ДНК из самого древнего на сегодняшний день початка кукурузы, чей возраст составляет 5310 лет. Он был обнаружен в долине Техуакан в 1960 годах экспедицией археологов под руководством Ричарда Макниша (Richard MacNeish), и он хранился, в отличие от всех остальных находок такого рода, в почти стерильных условиях.

Хорошие условия хранения, как рассказывает Уэйлс, обеспечили то, что в останках кукурузы сохранилось необычно много растительной ДНК — около 70% обрывков, которые ученым удалось извлечь из нее, представляли собой части генома кукурузы, а не бактерий или людей, что облегчило его "воскрешение". Благодаря этому ученым удалось восстановить полный геном древней кукурузы, прочтя все гены почти по два раза, и сравнить его с ДНК теосинте и современных сортов этого растения.

Сравнив наборы мелких мутаций в генах древней мексиканской кукурузы и ее родичей, команда Уэйлса с удивлением обнаружила, что данное растение с точки зрения эволюции находилось почти ровно посередине между диким предком кукурузы и ее современными сортами.

Это означает, что кукуруза окультуривалась к тому времени уже продолжительное время, и успела приобрести часть генов, которые отвечают за "культурные" свойства кукурузы.

К примеру, у древней кукурузы уже была "мутантная" версия гена tga1, отвечающего за покрытие зерна твердой оболочки, а также zmgl и ba1, отвечающие за цветение кукурузы и рост ее стебля. Другие гены, к примеру, последовательности, отвечающие за накопление крахмала и крепление зерна к початку после созревания, отсутствуют в початке из Техуакана, что означает, что они появились у современной кукурузы заметно позже.

Все это, как считают авторы статьи, говорит о том, что одомашнивание кукурузы началось задолго до этого, примерно 9-10 тысяч лет назад, и продолжалось достаточно долго. Дальнейшее изучение этой "воскрешенной" ДНК, как надеются генетики, поможет нам понять, какую роль кукуруза играла в жизни древних индейских цивилизаций и как они проводили ее окультуривание.