Kategorie
Nauka

Tajemnica pochodzenia arbuza

arbuz
Według nowego badania naukowcy zidentyfikowali prawdopodobne pochodzenie Citrinus lanatus vulgaris , powszechnie znanego jako arbuz. Ich praca wskazuje, że sudański melon jest protoplastą kultowego owocu w zielone paski.

Arbuzy pochodzą z Afryki, ale dokładnie kiedy, gdzie i w jaki sposób udomowiono poprzednika arbuza i zamieniono go w owoc, który znamy dzisiaj, od dawna jest tajemnicą dla botaników.

Badania zespołu, opublikowane w Proceedings of National Academy of Sciences, są kontynuacją wieloletnich prac nad biogeografią rodzaju melona Citrillus . Jak ujęła to główna autorka Susanne Renner, botanik z Uniwersytetu w Monachium, „wszyscy myśleli, że istnieją tylko cztery dzikie gatunki, a słodki arbuz, który jemy dzisiaj, pochodzi z RPA”. Ale w 2015 roku jeden z jej ówczesnych studentów, Guillaume Chomicki, odkrył poprzez sekwencjonowanie DNA różnych okazów w całej Afryce, że podejrzewany przodek arbuza na południu był tylko dalekim krewnym. „Stamtąd jedno doprowadziło do drugiego” – powiedział Renner, a naukowcy właśnie wylądowali na melonie Kordofan jako najbardziej prawdopodobnym genetycznym pochodzeniu współczesnego arbuza.

Śledzenie przodków arbuza w Afryce Południowej było wynikiem mnóstwa błędów, powiedział Chomicki, obecnie botanik na Uniwersytecie w Sheffield w Wielkiej Brytanii. Około 150 lat po tym, jak uczeń taksonomisty Carla Linneausa wybrał i nazwał nową odmianę arbuza w pobliżu Kapsztadu, nazywając ją Citrullus lanatus , amerykański botanik połączył znalezisko z arbuzami, które mają tę samą nazwę. „Od tego momentu powszechnie uważano, że arbuz pochodzi z RPA” – powiedział Chomicki.
arbuzy
Arbuzy i ich archaiczni poprzednicy nie są rzeczami, które mają tendencję do skamieniania, co jeszcze bardziej przesłoniło prawdziwe pochodzenie owoców. Nasiona czasami ulegają skamieniałości, co może być przydatne do badania starożytnego DNA, ale najstarsze DNA w tej pracy pochodzi z 270-letnich liści arbuza, które zostały zachowane w zielniku. Zespół hodował próbki wszystkich gatunków arbuzów i hodował je do dojrzałości w szklarniach w Monachium w Niemczech i Itace w stanie Nowy Jork.

Są one następnie genetycznie sekwencjonowaniu tych próbek arbuz i porównano je z DNA ekstrahuje się z owoców dzikiej w Sudanie melon Kordofanu. Znaleźli około 16 000 genetycznych wariantów strukturalnych między dwiema roślinami i zmapowali te różnice na określone cechy każdego owocu. Odkryli, że arbuz prawdopodobnie stał się słodszy w wyniku udomowienia, chociaż mógł utracić gorycz przed udomowieniem, ponieważ owoc Kordofan również nie jest gorzki.

Zespół zbliżył się do Kordofan jako kandydata dzięki niektórym hodowcom roślin z czasów zimnej wojny, którzy zauważyli możliwość, że roślina Kordofan była protoplastą arbuza, co wymagało tłumaczenia instrukcji tych botaników z języka rosyjskiego. Melon Kordofan jest mniejszy od arbuzów hodowlanych i wyraźnie brakuje mu prążkowanego i jaskrawoczerwonego wnętrza swojego słynnego kuzyna. Opierając się na zasięgu Kordofan w północno-wschodniej Afryce, prawdopodobne jest, że rozwój arbuza miał miejsce w tym samym regionie, ale zespół zauważył również możliwość, że arbuz został udomowiony w Afryce Zachodniej, a następnie sprowadzony na wschód.

„Wiemy, że duże, długie arbuzy były spożywane na surowo 4360 lat wcześniej w Egipcie, dzięki starożytnej ikonografii”, powiedział Chomicki, „ale rysunki są całych owoców, a zatem nie możemy wiedzieć, czy były już czerwone”. Bez materialnych dowodów naukowcy opierali się na połączeniu badań genetycznych i kontekstu historycznego. Próbki melona, których użył zespół, pochodziły z Darfuru, które kiedyś było Nubią. Renner powiedział, że możliwe jest, że uprawa została udomowiona w Nubii, a następnie trafiła w górę Nilu poprzez handel.

Ale przestrzeń między melonem Kordofan a nowoczesnym arbuzem też nie jest czarną skrzynką. Renner powiedział, że jest prawdopodobne, że melony zmieniły się niezależnie od rolnictwa człowieka, opierając się na licznych zmianach na poziomie genetycznym między 4000 a 6000 lat temu. Nawet dzisiaj istnieją dowody na pośrednie etapy od Kordofan do arbuza. „W XIX wieku w Stanach Zjednoczonych często można było znaleźć arbuzy o białym miąższu”, powiedział Renner, „ale z powodu rozwoju korporacyjnego rolnictwa i popytu publicznego zostały one prawie wyhodowane”. Niektóre z tych rodzinnych arbuzów wciąż są dostępne, chociaż nie znajdziesz ich w przeciętnym sklepie spożywczym.

Gdy zespół badawczy będzie w stanie zbadać DNA z nasion starożytnych melonów, z którymi obecnie pracuje, może być w stanie udoskonalić więcej etapów, które miały miejsce, gdy jeden owoc przekształcił się w inny. Naukowcy odkryli również, że udomowiony arbuz utracił kilka genów związanych z odpornością na choroby, które zachowuje melon Kordofan. Być może starszy owoc ma jeszcze kilka asów w rękawie.