Ранний рост зерновых определялся водой, а не ранним земледелием, показало исследование

Исследование показало, что ранний рост зерновых культур в Юго-Западной Азии был обусловлен более влажными условиями произрастания, а не отбором человеком при возделывании почвы. Новое исследование объединяет данные о растительных остатках, изотопах углерода и сорняках, чтобы проследить, как началось одомашнивание злаков в южной части Леванта.

Команда исследователей на раскопках в Шараре. Фото: Jerome Poulalier, www.jerome-poulalier-photography.com

Более крупные зерна часто рассматривались как ранний признак отбора человеком, поскольку одомашненные злаки, как правило, имеют более крупные семена, чем дикие растения.

Новое исследование указывает на иной процесс. Ученые изучили остатки злаков из трех археологических комплексов в Шараре и эль-Хемме в Иордании.

У дикого ячменя и дикой полбы хрупкий колос. Когда растения созревают, эта структура распадается, позволяя семенам падать на землю. У одомашненных злаков позже развился более прочный колос, который удерживает зерна в колосе, что облегчает сбор урожая.

Профессор Шерил Макаревич, старший автор исследования, изучает ранненеолитическое жилище в Шараре. Фото: Jerome Poulalier, www.jerome-poulalier-photography.com

Размер зерен развивался по-другому. На ранних памятниках ячмень и полба все еще имели дикие формы колоса. Тем не менее, некоторые зерна были значительно крупнее других. Некоторые достигали размеров, сопоставимых с более поздними одомашненными злаками.

Исследователи проверили, объясняло ли возделывание эту разницу. Они использовали анализ стабильных изотопов углерода на обугленных зернах. Значения изотопов углерода в остатках злаков сохраняют информацию о водном стрессе во время роста растений. Результаты показали четкую связь между влажностью и размером зерна.

Более крупные зерна ячменя имели изотопные значения, связанные с более влажными условиями произрастания. Более мелкие зерна дикого размера демонстрировали признаки большего водного стресса. Таким образом, доступность воды оказывала сильное влияние на размер, которого достигали отдельные растения.

Команда также изучила остатки сорняков с тех же памятников. Сорняки, связанные со злаками, указывали на условия с низким уровнем нарушения почвы, а не на поля, подвергавшиеся интенсивной обработке. Таким образом, данные о растениях дают мало поддержки модели, согласно которой повторяющееся нарушение почвы стимулировало ранний рост зерна.

Первый автор Джейд Уитлэм проводит флотацию обугленных семян из Шарары в Вади-эль-Хаса. Фото: Jerome Poulalier, www.jerome-poulalier-photography.com

Джейд Уитлэм из Оксфордского университета возглавила исследование. Она заявила, что совокупность данных указывает на пластичность развития как на основную причину ранних изменений размера зерна. Проще говоря, один и тот же тип растения давал зерна разного размера по мере изменения условий произрастания.

Это различие важно для понимания пути от диких растений к культурным. Более крупное зерно не всегда означает генетическое изменение или отбор человеком. Сначала условия окружающей среды изменили форму растения, а более позднее возделывание способствовало закреплению наследственных изменений.

Исследование предполагает, что одомашнивание злаков происходило поэтапно. Раннее управление растениями было частью более длительного сдвига в том, как охотники-собиратели использовали и формировали местную окружающую среду. Генетический отбор на более крупные зерна, вероятно, произошел позже, после отбора злаков с неосыпающимся колосом.

Только морфологические признаки могли бы указывать на то, что одомашнивание уже началось. Добавление данных изотопов и экологии сорняков дает более полную картину условий, в которых развивались эти признаки.

Ранние сообщества управляли дикими злаками на протяжении поколений, прежде чем растения проявили полный набор признаков, связанных с одомашниванием.

Исследование предоставляет новую последовательность эволюции злаков в южной части Леванта. Сначала произошли воздействия окружающей среды на рост растений. Позже последовал генетический отбор, связанный с возделыванием, который помог сформировать злаки, ставшие основой земледелия.

Источник: archaeologymag.com