Учёные из Национального музея естественной истории Smithsonian и Института тропических исследований Smithsonian смогли воссоздать условия, в которых впервые происходил одомашнивание кукурузы. Благодаря этим экспериментам было обнаружено, что её предок — дикорастущая трава теосинте — могла выглядеть более похоже на современную кукурузу, чем принято считать сегодня.

Переоценка внешнего вида теосинте в прошлом

В отличие от современных форм, структура растения теосинте — его стебли и соцветия — значительно отличаются. В течение долгого времени существовали споры о том, является ли именно эта трава прародителем кукурузы. Новые исследования показывают, что в эпоху раннего голоцена, примерно 10 тысяч лет назад, теосинте имел более «кукурузные» черты.

Эксперименты в условиях древней Холоцены

Учёные выращивали теосинте в условиях, имитирующих климат того времени: температура была на 2–3 градуса ниже нынешней, а концентрация углекислого газа — около 260 частей на миллион. В таких условиях растение приобретало признаки, характерные для кукурузы: один главный стебель с верхушкой в виде метелки, короткие боковые ветви и синхронное созревание семян.

Как окружающая среда влияла на развитие растений

Когда уровень CO₂ достиг современных показателей — около 405 частей на миллион — теосинте выглядело как дикорастущее растение: высокие стебли, множество ветвей и растянутый по времени период созревания семян. В рамках исследований, проводимых учёными, было создано сравнение современных условий и условий раннего голоцена, что помогло понять, насколько сильно климат влиял на морфологию растения.

По словам исследовательницы Долорес Пиперно, именно влияние окружающей среды могло сыграть ключевую роль в формировании черт, которые сегодня считаются результатом человеческого отбора. В процессе одомашнивания первые фермеры, вероятно, использовали теосинте, которое в более благоприятных условиях выглядело более похоже на кукурузу.

Значение новых данных для понимания происхождения кукурузы

Теперь учёные задаются вопросом, когда именно в процессе эволюции теосинте стал отличаться от дикорастущего растения по форме и структуре. Пиперно указывает, что в ранние периоды голоцена оно могло обладать чертами, ранее приписываемыми исключительно результатам человеческого вмешательства.

Эти открытия подчеркивают важность воздействия окружающей среды на фенотипические изменения — способность организмов адаптироваться и менять внешний вид в зависимости от условий. В контексте изучения происхождения сельскохозяйственных культур такие исследования помогают понять, как именно природа и человек взаимодействовали в процессе одомашнивания.

По словам учёных, расширяя понимание этих процессов, специалисты-антропологи и эволюционисты смогут лучше осмыслить механизмы развития растений и их превращения в сельскохозяйственные культуры, а также включить эти идеи в современные теории эволюции.

Марина Новикова

Научный журналист, которая зажигает в умах читателей огонь любопытства. Она переводит сложнейший язык Вселенной — от шёпота далёких галактик до генетического кода в наших клетках — на понятный и увлекательный человеческий язык. Её статьи — это не сухие факты, а захватывающие экспедиции на передний край знаний, доказывающие, что наука — это самое грандиозное приключение в истории человечества.