Зерна возрастом 11 000 лет раскрывают неожиданную информацию о происхождении земледелия
Новое комплексное изотопное исследование предполагает, что раннее увеличение размера зерен злаков было обусловлено условиями выращивания, а не человеческим отбором.
Около 11 000 лет назад общины на юго-западе Азии начали культивировать дикие злаки, бобовые и плодоносящие растения, постепенно увеличивая производство собственной пищи. За тысячи лет эти практики изменили образ жизни охотников-собирателей и в конечном итоге способствовали развитию земледельческих обществ, где одомашненные злаки стали необходимы для пропитания, хранения и производства излишков.
Дикие злаки от природы обладают хрупким, или раскалывающимся, рахисом — структурой, которая удерживает семена в колосе. Это позволяет зрелым семенам легко рассеиваться и улучшает размножение в дикой природе, но затрудняет сбор урожая для людей. Их зерна также, как правило, меньше, чем у более поздних одомашненных злаков. Археоботанические данные давно показывают, что длительное культивирование в конечном итоге способствовало увеличению размера зерен и более прочному рахису, который удерживал зрелые семена, облегчая их сбор.
«Одомашнивание сельскохозяйственных культур было крайне изменчивым и длительным процессом, разворачивавшимся в различных регионах Юго-Западной Азии», — сказала доктор Джейд Уитлам (Оксфордский университет), руководитель исследования.
«За последнее десятилетие археоботанические исследования показали, что одомашниванию предшествовал длительный период «доодомашнивания», который, как считается, создал условия, благоприятствовавшие эволюции ключевых признаков одомашнивания».
Более крупные зерна не означали одомашнивание.
На стоянках раннего неолита более крупные зерна злаков и растения, которые впоследствии стали распространенными сельскохозяйственными сорняками, часто интерпретировались как признаки того, что люди уже обрабатывали почву путем культивирования и начинали отбирать признаки одомашнивания. Поэтому крупные зерна, найденные на стоянках в южном Леванте, рассматриваются как одно из самых ранних свидетельств того, что одомашнивание злаков уже шло полным ходом.
«В Эль-Хемме и Шараре ячмень и полба оставались морфологически дикими на начальных этапах докерамического неолита, без каких-либо свидетельств существования одомашненных нерассыпающихся форм», — сказал доктор Уитлам.
«Однако размер зерен сильно варьировался, от типичных для диких растений размеров до зерен, сопоставимых по размеру с одомашненными злаками. В то же время экологический анализ сорных растений, связанных с этими злаками, показывает, что они произрастали в условиях низкой степени нарушения среды, что ставит под сомнение идею о том, что более крупные зерна были отобраны в результате таких методов культивации, как систематическая обработка почвы».
Доступность воды объясняет размер зерен
Чтобы определить, что именно обуславливает различия в размере зерен, исследователи проанализировали стабильные изотопы углерода, сохранившиеся в обугленных зернах злаков. Изотопный состав углерода в зерне злака изменяется в зависимости от количества доступной влаги во время роста растения, что позволяет исследователям реконструировать аспекты его среды произрастания.
«Интересно, что зерна ячменя, по размеру соответствующие зернам, выращиваемым в домашних условиях, демонстрируют значения изотопов углерода, указывающие на то, что они росли в более влажных условиях», — сказал доктор Паскаль Флор (Кильский университет и Оксфордский университет), который провел обширные полевые экспериментальные исследования в Иордании, устанавливая взаимосвязь между водным стрессом и изотопным составом углерода в злаках.
«В отличие от них, более мелкие зерна, характерные для диких растений, имеют изотопные значения, указывающие на то, что они росли в гораздо более засушливых условиях, что свидетельствует о том, что доступность воды оказала существенное влияние на размер зерна».
