Два растения, случайно скрещенные около 1 миллиона лет назад, дали начало одному из самых популярных напитков в мире.

Два растения, случайно скрещенные около 1 миллиона лет назад, дали начало одному из самых популярных напитков в мире.

2 мин


Учёные обнаружили, что растения, которые обеспечивают большую часть мировых запасов кофе, появились примерно от 600 тыс. до 1 миллиона лет назад, когда два других вида кофе перекрестно опылялись в лесах Эфиопии.

Около 60% мировых поставок кофе производится из растений Coffea arabica, которые сейчас растут в тропических регионах по всему миру. Новое исследование, опубликованное 15 апреля в журнале Nature Genetics, показало, когда и где, вероятно, появились оригинальные растения Coffea arabica.

Два растения, случайно скрещенные около 1 миллиона лет назад, дали начало одному из самых популярных напитков в мире.
Растение кофе арабика, по-видимому, возникло приблизительно 600 тыс. лет назад. Изображение: skaman306 via Getty Images

Используя методы популяционного геномного моделирования, исследователи определили, что растение Coffea arabica возникло в результате естественной гибридизации двух других видов кофе: Coffea eugenioides и Coffea canephora. В результате гибридизации был получен полиплоидный геном, то есть каждое потомство содержит два набора хромосом от каждого родителя. Возможно, это дало Coffea arabica преимущество в выживании, позволившее виду процветать и адаптироваться.

«Часто утверждают, что событие гибридной полиплоидии может дать немедленное эволюционное преимущество, учитывая, что сразу после этого наследуются два набора хромосом — и, следовательно, два полных набора генов, — сказал Live Science соавтор исследования Виктор Альберт (Victor Albert), биолог из Государственного университета Нью-Йорка в Буффало. — Конечно, часто бывает так, что дублирующиеся гены теряются в двух половинах генома полиплоида, но всегда наблюдается чистый прирост числа генов и, следовательно, возможно, большая способность адаптироваться к новым условиям.»

Исследователи признают, что существует определённая погрешность. Более ранние оценки времени гибридизации датируют её недавней 10 000-летней давностью.

«Нам пришлось ввести приблизительную скорость мутаций и время генерации (время от семени до семени). В совокупности эти предположения позволяют нам преобразовать данные в календарные годы. Но эти оценки, конечно, чреваты ошибками, учитывая обычную неопределённость в отношении скорости мутаций и времени генерации», — сказал Альберт.

Тем не менее, он считает, что их оценка достаточно точна. Исследователи использовали генетическую информацию из 41 образца Coffea arabica из разных мест, включая образец 18 века.

Два растения, случайно скрещенные около 1 миллиона лет назад, дали начало одному из самых популярных напитков в мире.
Кофе арабика в настоящее время обеспечивает около 60% мировых поставок кофе. Изображение: Bianca Thielke via Getty Images

Независимо от того, когда он появился, этот гибридный геном позволил растению процветать, выращивая его по всему миру. Первоначально считалось, что его выращивали люди в Эфиопии, а затем продавали на Ближний Восток, где к 15 веку он стал широко известным напитком. Согласно одной из легенд, около 1670 года индийский паломник-мусульманин-суфий вывез контрабандой семь семян из Йемена и основал кофейные фермы в Карнатаке, Индия.

Голландские торговцы начали выращивать это растение в других регионах — впервые они посадили Coffea arabica на острове Ява в 1699 году, а в 1706 году один экземпляр отправили в ботанический сад в Амстердаме. Голландцы и французы, с которыми это растение было общим, также перевозили саженцы в свои колонии в 18-м веке. Потомство исходных растений известно как Типика (Typica), а мутация, произошедшая на острове Реюньон (тогда называвшемся Бурбоном), привела к появлению другой формы, названной Бурбон. Большинство современных растений Coffea arabica происходят от этих двух линий, хотя также выращивается несколько диких экотипов, полученных из Эфиопии.

И хотя полиплоидная природа генома, возможно, дала Coffea arabica некоторые преимущества, она также сделала её уязвимой к болезням, особенно к ржавчине кофейных листьев/кофейная ржавчина/ройя (Hemileia Vasatrix). Генетические узкие места — резкое сокращение численности — из-за климатических изменений привели к сокращению генетического разнообразия до выращивания человеком. Самое старое узкое место, возможно, возникло 350 тыс. лет назад, а другое — 5 тыс. лет назад. Ещё одним узким местом является тот факт, что все нынешние растения происходят от одного родителя.

«Оно не способно противостоять ржавчине в «гонке вооружений», когда генетическая вариация арабики встречается с развивающимися популяциями ржавчины и борется, чтобы адаптироваться к болезни. Вместо этого ржавчина обладает большей способностью адаптироваться к любому новому развивающемуся сопротивлению», — сказал Альберт.

В 1927 году на острове Тимор Coffea arabica естественным образом скрестилась с одним из своих родительских видов, Coffea canephora. В результате этого события был создан более устойчивый к ржавчине сорт кофе, но качество его зёрен было признано хуже, чем у сортов Cofea arabica или Robusta — другого названия Coffea canephora.


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев

Включить уведомления Да Спасибо, не надо