Koruza je ena najpomembnejših kultur na svetu. Ne samo, da ga popečemo in žvečkamo po storžu; koruzo lahko spremenimo v moko in sirup, nahranimo jo živino, predelamo v etanol in jo uporabimo celo za izdelavo plastike. Med letoma 2016 in 2017 je bilo po vsem svetu pridelanih približno milijardo ton koruze, koruza pa da več kot šest odstotkov vseh kalorij hrane za človeka.
Zgodba tega skromnega, a priročnega škroba se začne pred tisočletji v Mehiki z udomačitvijo starodavne trave, imenovane teosinte. Glede na novo študijo, objavljeno v Science, pa je lahko pot teosintejevega nastanka v zlato zrno, ki ga poznamo danes, bolj zapletena, kot so prej mislili znanstveniki.
Pridobivanje koruze, ki je splošno sprejeta teorija, se je zgodilo v dolini reke Balsas na jugu Srednje Mehike. Pred približno 9000 leti so zgodnji kmetje v tej regiji začeli izbirati za ugodne lastnosti teosinte, ki je v primerjavi s sodobno koruzo zelo drugačen in ni posebno vpadljiv; njegova storža je majhna, nekaj jedrc pa je obdan s trdim ohišjem. Toda s človeškim posredovanjem se je teosinte razvil v okusno, nežno koruzo, ki so jo nato prenesli v druge dele Amerike. Koruza je bila v času evropske kolonizacije v 15. stoletju glavni vir hrane v mnogih delih regije.
Logan Kistler, vodilni avtor nove študije in kustos arheobotanike in arheogenomije v Nacionalnem prirodoslovnem muzeju Smithsonian, pravi, da se v skladu s to teorijo pretok genov iz divjega teosinte še vedno dogaja v neki udomačeni koruzi, vendar "v glavnem, evolucijsko pomemben način, pretok genov se bolj ali manj ustavi pri skupnem predniku vse koruze. "
Nedavna razkritja pa so Kistlerja in njegove kolege spodbudila k ponovni premisleku. Leta 2016 sta dve neodvisni raziskovalni skupini analizirali DNK 5.000 let stare koruze iz jame v Mehiki in ugotovili, da je starodavna koruza še vedno sredi procesa udomačevanja. V storžih je bilo nekaj genov, povezanih s teosinte, ki so narekovali stvari, kot so razprševanje semen in proizvodnja škroba, in drugi geni, značilni za udomačeno koruzo, kot različice, odgovorne za odstranjevanje trdega zunanjega ohišja teosinte.
Te ugotovitve so po Kistlerjevih besedah presenetile. Do trenutka, ko so storži končali na tleh starodavne jame, je koruza že potovala daleč čez Mehiko in jo gojila v jugozahodni Amazoniji približno 1.500 let. Z drugimi besedami, evolucijska zgodba o zrnju se je zdela na dve različni poti.
"Imate ta paradoks, to neskladje, kjer koruzo že več tisoč let nenehno gojite v delih Amazonije, potem pa je v središču izvora še vedno končano, da je udomačen, " razlaga Kistlerjeva. "Da bi uskladili arheologijo in genetiko ... smo morali razmišljati o novem modelu udomačevanja."
Kistler in njegovi sodelavci so se zato odločili, da podrobneje pogledajo koruzni DNK - in kar so ugotovili, kaže na to, da se je medtem, ko se je domestiliranje teosinte res začelo v Mehiki,
Ne bi smeli domisliti koruze kot ločenega dogodka. Namesto tega je bil razvoj žita dolg in prepleten proces, končne faze njegovega udomačevanja pa so se pojavljale večkrat, na več kot enem mestu.
Nova študija je analizirala genome več kot 100 sort sodobne koruze, od katerih jih je približno 40 sekvenciralo raziskovalcem. Ekipa si je ogledala tudi DNK 11 starodavnih rastlin. Ko so preslikali genetske povezave med osebki, so raziskovalci odkrili več različnih rodov, vsak s svojim edinstvenim odnosom do teosinte. Najpomembneje je, da so rezultati pokazali, da se je, čeprav se je v Mehiki začelo koruziranje koruze z enim večjim genskim bazenom, zrno prepeljati drugam, preden je bil postopek domačega dokončanja končan.
"V genomi smo našli dokaze, da je koruza iz Južne Amerike dejansko nastala v eni od teh pol domačih rodov, " pravi Kistler. "Te vzporedne evolucije ste se dogajale v različnih delih Ameriške, z različnimi skupinami ljudi."
Po raziskavi je iz Mehike v Južno Ameriko prišlo do velikega gibanja proto-koruze. Zdi se, da je delno udomačena koruza pristala na jugozahodni Amazoni, ki je že bila žarišče za udomačitev drugih rastlin, vključno z rižem, bučkami in kasavo. Kistler teoretizira, da je bila koruza uporabljena v tamkajšnjih kmetijskih praksah, kar je omogočilo, da se postopek udomačevanja pobere tam, kjer je odpadla. Mogoče je, čeprav ni gotovo, da se je koruza na tej novi lokaciji razvila hitreje kot koruza v središču udomačevanja, kar bi razložilo, zakaj se zdi, da je 5.000 let star storž iz jame v Mehiki v vmesni fazi udomačevanja v času, ko so koruzo v Amazoniji že gojili.
"Razlog za to je, da nimate stalnega pretoka genov iz divje populacije ... kjer bo divja koruza na robu polja prispevala nekaj cvetnega prahu, " pravi Kistlerjeva. "To bo upočasnilo učinkovitost izbire in niti približno tako učinkovito ne boste mogli izbirati za te lastnosti."
Po več tisoč letih, ko je koruza v jugozahodni Amazoniji inkubirala, je koruza po mnenju avtorjev študije ponovno napredovala - tokrat v vzhodno Amazonijo, kjer je rasla sredi splošnega razcveta kmetijstva, ki so ga v regiji opazili arheologi.
Drugo zanimivo odkritje je v tem, da je sodobna koruza iz Andov in jugozahodne Amazonije tesno povezana s koruzo, gojeno v vzhodni Braziliji, kar kaže na drugo gibanje proti vzhodu. Kistlerjeva se poravnava z arheološkimi dokazi, kot je na primer širjenje keramičnih tradicij, ki kažejo, da so se ljudje v Ameriki začeli širiti na vzhod pred približno 1000 leti. Danes ljudje, ki govorijo makro-Jê jezike blizu atlantske obale Brazilije, uporabljajo avtohtono amazonsko besedo za "koruzo."
Kosi te genetske sestavljanke se sprva niso dobro ujemali. Kistler je dejal, da so genski podatki, ki jih je zbral, in njegovi kolegi raziskovalci "res dolgo zmedeni."
"Nismo mogli narediti glave ali repov, kar smo videli, dokler se nismo začeli pogovarjati z jezikoslovci, paleoekologi in arheologi, " še pojasnjuje. "Nato je kliknilo."
Nekaj razodetja je nastalo po srečnem naključju. Medtem ko je Kistler lani predstavil zgodnjo različico svojih spoznanj v Braziliji, je bil med občinstvom Flaviane Malaquias Costa, doktorski študent na univerzi v São Paulu. Poudarila je, da ima Kistlerjeva genetska karta izjemno podobnost s porazdelitvijo amazonske besede za koruzo. Pozneje sta Jonas Gregorio de Souza in Eduardo Ribeiro, raziskovalca na Univerzi v Exeterju in Prirodoslovnem muzeju, pripomogla k nadaljnji povezavi tega jezikovnega trenda s pokrajino.
Skupinsko delo ekipe "lepo določa ekspliciten model, v katerem se je koruza nadaljevala razvijati tudi po prihodu v Južno Ameriko, " pravi Jeffrey Ross-Ibarra, rastlinist na kalifornijski univerzi v Davisu, ki preučuje evolucijsko genetiko koruze in teosinte, vendar ni bil vključen v to študijo. "Kljub temu, da se že sam po sebi ne razlikuje od doma, vendar poudarja, da je bila koruza v Južni Ameriki precej prilagojena, nekoliko neodvisno od koruze v Mehiki."
Za Michaela Blakea, antropologa z univerze v Britanski Kolumbiji, katerega raziskave so osredotočene na izvor in širjenje kmetijstva, je raziskovanje zaporedja devetih arheoloških rastlin še posebej navdušujoče. "Še nismo imeli veliko dobrih kontekstov [v Južni Ameriki], kjer bi lahko našli dobre vzorce arheološke koruze, ki so zanesljivo datirani in ... dovolj ohranjeni, da lahko prinesejo genetske dokaze, " pravi.
Toda Blake tudi ugotavlja, da so bili ti starodavni vzorci stari le okrog 1.000 let, kar je "precej pozno v evoluciji koruze." Arheoloških vzorcev koruze iz Južne Amerike je pred pet ali šest tisoč leti zelo malo, kar otežuje da bi dobili popolno sliko žita, ki so ga opravili iz Mehike.
"Sama genetska karakterizacija nam morda ne pove veliko o morfologiji [ali obliki in zgradbi rastlin], ker ne vemo natančno, kakšne so povezave med vidiki morfologije in samimi geni, " pojasnjuje Blake.
Kistler priznava, da bi bilo "res lepo" imeti tako stare dokaze iz Južne Amerike, a razmišlja tudi o prihodnosti. Pomembno je razumeti, kako se je koruza v preteklosti prilagodila novim okoljem, ker je žito še danes pomemben vir hrane, pravi Kistlerjeva. Udomačevanje koruze je bilo doslej tako uspešno, ker je simbiotični odnos med ljudmi in rastlino tisočletja cvetel; ljudje so z gojenjem koruze dobili zanesljiv vir hrane in koruzo redno sejali v okolju, bogatem s hranili.
Naše hitro spreminjajoče se podnebje pa to razmerje "rahlo spreminja, " pojasnjuje Kistlerjeva. "Zato je še pomembneje razmišljati o biotski raznovrstnosti in kam prihaja prilagodljivost, ko se bo naš sistem proizvodnje hrane začel slabo odzivati na spreminjajoče se klimatske značilnosti na visoki ravni."
