Bygg (Hordeum vulgare) - Historien om dens domestisering

Hvordan utviklet våre forfedre en så genetisk mangfoldig avling?

Bygglandraser i sørøst i Tyrkia. Brian J. Steffenson (Morell og Clegg)

Bygg ( Bardeum vulgare ssp. vulgær ) var en av de første og tidligste avlingene som ble domestisert av mennesker. Foreløpig indikerer arkeologiske og genetiske bevis at bygg er en mosaikkavling, utviklet fra flere populasjoner i minst fem regioner: Mesopotamia, den nordlige og sørlige Levanten, den syriske ørkenen og 900–1800 miles (1500–3000 kilometer) mot øst, på det enorme tibetanske platået.

Den tidligste domestiseringen ble lenge antatt å være sørvest-Asia i løpet av Pre-keramikk neolitikum A for omtrent 10 500 kalenderår siden: men mosaikkstatusen til bygg har satt en nøkkel i vår forståelse av denne prosessen. I den fruktbare halvmåne regnes bygg som en av de klassiske åtte grunnleggeravlinger .

En enkelt vill stamfaderart

Den ville stamfaderen til alle byggene antas å være Spontant bygg (L.), en vinterspirende art som er hjemmehørende i et veldig bredt område av Eurasia, fra elvesystemet Tigris og Eufrat i Irak til den vestlige delen av Yangtse-elven i Kina. Basert på bevis fra øvre paleolittiske steder som f.eks Ohalo II i Israel ble villbygg høstet i minst 10 000 år før det ble temmet.

I dag er bygg den fjerde viktigste avlingen i verden etter hvete , ris og mais . Bygg som helhet er godt tilpasset marginale og stressutsatte miljøer, og en mer pålitelig plante enn hvete eller ris i områder som er kaldere eller høyere i høyden.

De avskallede og de nakne

Vill bygg har flere egenskaper som er nyttige for en vill plante som ikke er så nyttige for mennesker. Det er en sprø rachis (delen som holder frøet til planten) som går i stykker når frøene er modne, og sprer dem til vinden; og frøene er ordnet på piggen i en tynt frøet to rader. Villbygget har alltid et tøft skrog som beskytter frøet; den skrogløse formen (kalt naken bygg) finnes bare på innenlandske varianter. Den innenlandske formen har en ikke-skjør rachis og flere frø, arrangert i en seksradet pigg.

Både avskallede og nakne frøformer finnes i tamme bygg: i løpet av den neolitiske perioden ble begge former dyrket, men i det nære østen avtok dyrkingen av naken bygg fra den kalkolitiske/bronsealderen for rundt 5000 år siden. Selv om naken bygg er lettere å høste og behandle, er de mer utsatt for insektangrep og parasittsykdommer. Avskallet bygg har høyere utbytte; så i det nære østen uansett, var det å beholde skroget en valgt egenskap.

I dag dominerer skrogbygg i vest, og nakne bygg i øst. På grunn av den enkle behandlingen, brukes den nakne formen primært som en fullkornsmatkilde for mennesker. Den skrogede varianten brukes hovedsakelig til dyrefôr og produksjon av malt til brygging. I Europa er produksjonen avbyggøldateres minst så lenge siden som 600 f.Kr.

Bygg og DNA

Den britiske arkeologen Glynis Jones og kolleger fullførte en fylogeografisk analyse av bygg i de nordlige utkantene av Europa og i alperegionen og fant ut at kalde adaptive genmutasjoner var identifiserbare i moderne bygglandraser. Tilpasningene inkluderte en type som ikke reagerte på daglengden (det vil si at blomstringen ikke ble forsinket før planten fikk et visst antall timer med sollys i løpet av dagen): og den formen finnes i nordøst-Europa og steder i stor høyde. . Alternativt var landraser i Middelhavsregionen hovedsakelig følsomme for daglengden. I Sentral-Europa er imidlertid ikke daglengde en egenskap som (tilsynelatende) hadde blitt valgt ut for.

Jones og kolleger var ikke villige til å utelukke handlinger av mulige flaskehalser, men antydet at midlertidige klimaendringer kan ha påvirket utvalget av egenskaper for ulike regioner, forsinket spredningen av bygg eller fremskyndet den, avhengig av avlingens tilpasningsevne til regionen.

Hvor mange hjemlige arrangementer!?

Det finnes bevis for minst fem forskjellige domestiseringssteder: minst tre steder i den fruktbare halvmånen, en i den syriske ørkenen og en på det tibetanske platået. Jones og kolleger har rapportert ytterligere bevis på at det i regionen til den fruktbare halvmånen kan ha vært opptil fire forskjellige domestiseringshendelser av asiatisk villbygg. Forskjellene innenfor gruppene A-D er basert på tilstedeværelsen av alleler som er forskjellig tilpasset daglengden; og byggens tilpasningsevne til å vokse på en rekke steder. Det kan være at kombinasjonen av byggtyper fra ulike regioner skapte økt tørkemotstand og andre fordelaktige egenskaper.

Den amerikanske botanikeren Ana Poets og kolleger identifiserte et genomsegment fra den syriske ørkenvarianten i asiatisk og fruktbar halvmånebygg; og et segment i Nord-Mesopotamia i vestlige og asiatiske bygg. Vi vet ikke, sa den britiske arkeologien Robin Allaby i et medfølgende essay, hvordan våre forfedre produserte slike genetisk mangfoldige avlinger: men studien skulle starte en interessant periode mot en bedre forståelse av domestiseringsprosessene generelt.

Bevis forbyggølproduksjonså tidlig som Yangshao neolitikum (ca. 5000 år siden) i Kina ble rapportert i 2016; det virker mest sannsynlig å ha vært fra det tibetanske platået, men det er ennå ikke bestemt.

Nettsteder

• Hellas: Sydd Tash
• Israel: Ohalo II
• Iran: Ali Kosh, Chogha Golan
• Irak: Jarmo
• Jordan: 'Ain Ghazal
• Kypros: Klimonas, Kissonerga-Mylouthkia
• Pakistan: Mehrgarh
• Palestina: Jeriko
• Sveits: Arbon blekemiddel 3
• Syria: Abu Hurairah
• Tyrkia: Çatalhöyük
• Turkmenistan: Jeitun

Utvalgte kilder

• Allaby, Robin G. ' Byggdomesticering: slutten på et sentralt dogme? ' Genombiologi 16.1 (2015): 176.
• Dai, Fei, et al. ' Transkriptomprofilering avslører mosaisk genomisk opprinnelse til moderne dyrket bygg .' Proceedings of the National Academy of Sciences 111,37 (2014): 13403–08.
• Jones, G., et al. ' DNA-bevis for flere introduksjoner av bygg i Europa etter spredte domestiseringer i Vest-Asia .' Antikken 87 337 (2013): 701–13.
• Jones, Glynis, et al. ' Fylogeografisk analyse av bygg-DNA som bevis for spredningen av neolittisk jordbruk gjennom Europa .' Journal of Archaeological Science 39.10 (2012): 3230–38.
• Mascher, Martin, et al. ' Genomisk analyse av 6000 år gammelt dyrket korn belyser husholdningshistorien til bygg .' Naturgenetikk 48 (2016): 1089.
• Pankin, Artem, et al. ' Målrettet resequencing avslører genomiske signaturer av byggdomestisering .' Ny fytolog 218,3 (2018): 1247–59.
• Pankin, Artem og Maria von Korff. ' Co-evolution of Methods and Thoughts in Cereal Domestication Studies: A Tale of Barley (Hordeum Vulgare) .' Aktuell mening i plantebiologi 36 (2017): 15–21.
• Poets, Ana M., et al. ' Effektene av både nylig og langsiktig seleksjon og genetisk drift er lett synlige i nordamerikanske byggavlspopulasjoner .' G3: Gener|Genomer|Genetikk 6.3 (2016): 609–22.