Возникновение сельского хозяйства навеки изменило историю человечества. Однако понять, почему охотники и собиратели переключились на культивацию растений и какие практики они использовали — непростая задача, ведь с тех пор прошли тысячелетия. Тем не менее, учёным из Шеффилдского университета (University of Sheffield) и Университета Тулузы (фр. Université de Toulouse) удалось кое-что узнать о зарождении земледелия. Они показали, что важную роль в развитии современных пищевых культур сыграл бессознательный, а не целенаправленный отбор. Результаты исследования опубликованы в журнале Evolution Letters.
В результате одомашнивания (доместикации) сельскохозяйственные культуры очень сильно преобразились по сравнению со своими дикими родичами — эти изменения начались ещё на ранних стадиях развития земледелия, в каменном веке. В частности, зерновые культуры утратили механизмы распространения семян — теперь они размножаются только благодаря человеку. «О том, как началось развитие сельского хозяйства, нам известно очень мало, поскольку это произошло 10 000 лет назад — вот почему некоторые загадки остаются неразрешёнными», — говорит один из авторов исследования, профессор Колин Осборн (Colin Osborne).
Пока неизвестно, почему охотники и собиратели решили культивировать растения и как именно шёл процесс их одомашнивания.
«Один из спорных вопросов касается того, знали ли древние люди о том, что одомашнивают культуры, — поясняет Осборн. — Знали ли они, что отбирают определённые доместицированные признаки, или эти характеристики развились сами по себе, когда первые фермеры сеяли дикие растения в окультуренную почву, ухаживали за ними и собирали урожай?»
Некоторые учёные считают, что на заре неолитической революции люди специально отбирали растения, которые обладают лучшим вкусом или более питательны, чем остальные, сознательно их культивировали и замечали незначительные изменения популяции — а значит, могли выбирать и отдавать предпочтение определённым видам.
Узнать, что лежало в основе одомашнивания — методический или бессознательный отбор — спустя 10 000 лет весьма непросто. Учёные решили использовать тот факт, что в процессе доместикации у многих растений увеличился размер семян. У зерновых это вполне могло быть следствием целенаправленного отбора со стороны человека, ведь размер семян напрямую влияет на урожайность. Но с овощами всё иначе: если бы древние земледельцы занимались селекцией сознательно, отбор сказался бы на листьях, стеблях или корнях (то есть, на тех частях растений, которые человек употребляет в пищу), но на размер семян напрямую бы не повлиял. Тем не менее, семена овощей всё равно могли увеличиться: в результате генетических изменений организма при отборе на другие признаки, естественного отбора и конкуренции с другими растениями в поле и так далее.
Исследователи сравнили размер семян у культурных растений и их диких предков. Сначала — у злаков и бобовых, затем — у семи видов овощей, растущих в разных частях света: салата, моркови, картофеля, сладкого картофеля, свёклы, маниока и пастернака посевного. Если бы домашние зерновые оказались намного крупнее своих диких родичей — настолько, что овощи не могли с ними сравниться — это дало бы учёным основания полагать, что случайные и неспециальные процессы на размер семян повлияли мало, а основную роль сыграл методический отбор.
Однако они обнаружили, что разница в изменении размеров семян у зерновых и овощей не так уж велика. Семена домашней кукурузы были в 15 раз, а семена доместицированной сои — в 7 раз крупнее, чем семена дикой формы. Одомашненная пшеница двузернянка подросла на 15%, ячмень — на 60%. Овощи не отставали: семена окультуренных растений были минимум на 20%, а максимум — в 2,5 раза больше, чем у диких родичей. «Мы обнаружили убедительные доказательства того, что в ходе доместикации у семи видов овощей увеличился общий размер семян, — рассказывает Осборн. — Это особенно удивительно, когда речь идёт о культурах вроде батата: в этом случае люди даже не сажают семена, а тем более не собирают их урожай. Величина этого эффекта доместикации находится в пределах диапазона, который мы наблюдаем у злаковых и бобовых, таких, как чечевица и фасоль. Это указывает на возможность того, что увеличение размера семян у этих культур, как минимум, отчасти связано с одомашниванием без сознательного контроля со стороны первых земледельцев».