Domestiseringen av den vanlige bønnen

netto effekt / CC / Flickr

Domestiseringshistorien til den vanlige bønnen ( Phaseolus vulgaris L.) er avgjørende for å forstå opprinnelsen til jordbruk. Bønner er en av ' tre søstre ' av tradisjonelle landbruksbeskjæringsmetoder rapportert av europeiske kolonister i Nord-Amerika: Indianere fornuftig sammenskåret mais, squash og bønner, noe som gir en sunn og miljøvennlig måte å utnytte deres ulike egenskaper.

Bønner er en av de viktigste innenlandske belgfruktene i verden, på grunn av deres høye konsentrasjoner av protein, fiber og komplekse karbohydrater. P. vulgaris er den desidert mest økonomisk viktige domestiserte arten av slekten Phaseolus.

Innenlandske eiendommer

P. vulgaris bønner kommer i et enormt utvalg av former, størrelser og farger, fra pinto til rosa til svart til hvitt. Til tross for dette mangfoldet, tilhører ville og tamme bønner den samme arten, og det samme gjør alle de fargerike variantene ('landraser') av bønner, som antas å være et resultat av en blanding av populasjonsflaskehalser og målrettet utvalg.

Hovedforskjellen mellom ville og dyrkede bønner er vel, tamme bønner er mindre spennende. Det er en betydelig økning i frøvekt, og frøbelgene er mindre sannsynlig å knuse enn ville former: men den primære endringen er en reduksjon i variasjonen av kornstørrelse, frøskalstykkelse og vanninntak under koking. Husplanter er også ettårige i stedet for flerårige, en valgt egenskap for pålitelighet. Til tross for deres fargerike variasjon, er den innenlandske bønnen mye mer forutsigbar.

Sentre for domestisering

Faglig forskning indikerer at bønner ble domestisert to steder: den Andes fjellene av Peru, og Lerma-Santiago-bassenget i Mexico. Den ville vanlige bønnen vokser i dag i Andesfjellene og Guatemala: to separate store genpooler av villtypene er identifisert, basert på variasjonen i typen faseolin (frøprotein) i frøet, DNA-markørdiversitet, mitokondriell DNA-variasjon og amplifisert fragmentlengde polymorfisme, og kort sekvens gjentar markørdata.

Den mellomamerikanske genpoolen strekker seg fra Mexico gjennom Mellom-Amerika og inn Venezuela ; den andinske genpoolen finnes fra det sørlige Peru til det nordvestlige Argentina. De to genpoolene divergerte for rundt 11 000 år siden. Generelt er mesoamerikanske frø små (under 25 gram per 100 frø) eller middels (25-40 gm/100 frø), med en type faseolin, det viktigste frølagringsproteinet til vanlig bønne. Andesformen har mye større frø (større enn 40 g/100 frøvekt), med en annen type faseolin.

Anerkjente landraser i Mesoamerica inkluderer Jalisco i kystnære Mexico nær Jalisco-staten; Durango i det sentrale meksikanske høylandet, som inkluderer pinto, store nordlige, små røde og rosa bønner; og mesoamerikansk, i lavlandet tropisk mellomamerikansk, som inkluderer svart, marine og liten hvit. Andinske kultivarer inkluderer peruanske, i det andinske høylandet i Peru; Chilensk i Nord-Chile og Argentina; og Nueva Granada i Colombia. Andesbønner inkluderer de kommersielle formene for mørk og lys rød nyre, hvit nyre og tranebærbønner.

Opprinnelse i Meso-Amerika

I 2012 ble arbeid av en gruppe genetikere ledet av Roberto Papa publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences (Bitocchi et al. 2012), som argumenterer for en mesoamerikansk opprinnelse for alle bønner. Pappa og kolleger undersøkte nukleotidmangfoldet for fem forskjellige gener som finnes i alle former - ville og domestiserte, og inkludert eksempler fra Andesfjellene, Mesoamerika og en mellomliggende plassering mellom Peru og Ecuador – og så på den geografiske fordelingen av genene.

Denne studien antyder at den ville formen spredte seg fra Meso-Amerika, inn i Ecuador og Columbia og deretter inn i Andesfjellene, hvor en alvorlig flaskehals reduserte genmangfoldet, en gang før domestisering. Domestisering fant senere sted i Andesfjellene og i Mesoamerika, uavhengig av hverandre. Betydningen av den opprinnelige plasseringen av bønner skyldes den ville tilpasningsevnen til den opprinnelige planten, som gjorde at den kunne bevege seg inn i et bredt spekter av klimatiske regimer, fra lavlandstropene i Mesoamerica til det andinske høylandet.

Dating the Domestication

Mens den nøyaktige datoen for domestisering av bønner ennå ikke er bestemt, har ville landraser blitt oppdaget på arkeologiske steder datert til 10 000 år siden i Argentina og 7 000 år siden i Mexico. I Meso-Amerika skjedde den tidligste dyrkingen av husholdningsbønner før ~2500 i Tehuacan-dalen (ved Coxcatlan), 1300 BP i Tamaulipas (ved (Romeros og Valenzuelas huler nær Ocampo), 2100 BP i Oaxaca-dalen (kl. Guila Naquitz ). Stivelseskorn fra Phaseolus ble gjenvunnet fra menneskelige tenner fra Las Pircas-fasesteder i Andes-Peru datert mellom ~6970-8210 RCYBP (omtrent 7800-9600 kalenderår før nåtid).

Kilder

Angioi, SA. 'Bønner i Europa: opprinnelse og struktur til de europeiske landrasene til Phaseolus vulgaris L.' Rau D, Attene G, et al., National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine, september 2010.

Bitocchi E, Nanni L, Bellucci E, Rossi M, Giardini A, Spagnoletti Zeuli P, Logozzo G, Stougaard J, McClean P, Attene G et al. 2012. Den mesoamerikanske opprinnelsen til den vanlige bønnen (Phaseolus vulgaris L.) avslørt av sekvensdata. Proceedings of the National Academy of Sciences Early Edition.

Brown CH, Clement CR, Epps P, Luedeling E og Wichmann S. 2014. The Paleobiolinguistics of the Common Bean (Phaseolus vulgaris L.). Etnobiologibrev 5(12):104-115.

Kwak, M. 'Struktur av genetisk mangfold i de to store genpoolene av vanlig bønne (Phaseolus vulgaris L., Fabaceae).' Gepts P, National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine, mars 2009.

[PubMed] Kwak M, Kami JA og Gepts P. 2009. The Lerma-Santiago Basin of Mexico. Avlingsvitenskap 49(2):554-563.

Mamidi S, Rossi M, Annam D, Moghaddam S, Lee R, Papa R og McClean P. Undersøkelse av domestisering av vanlig bønner ( Funksjonell plantebiologi 38(12):953-967. Phaseolus vulgaris ) ved å bruke multilocus-sekvensdata.

Mensack M, Fitzgerald V, Ryan E, Lewis M, Thompson H og Brick M. 2010. Evaluering av mangfold blant vanlige bønner (Phaseolus vulgaris L.) fra to sentre for domestisering ved bruk av 'omics'-teknologier. BMC Genomics 11(1):686.

Nanni, L. 'Nukleotidmangfold av en genomisk sekvens som ligner på SHATTERPROOF (PvSHP1) i tamme og ville vanlige bønner (Phaseolus vulgaris L.).' Bitocchi E, Bellucci E, et al., National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine, desember 2011, Bethesda, MD.

Peña-Valdivia CB, Garcia-Nava JR, Aguirre R JR, Ybarra-Moncada MC og Lopez HM. Variasjon i fysiske og kjemiske egenskaper til korn av vanlige bønne (Phaseolus vulgaris L.) langs en domestiseringsgradient. Kjemi og biologisk mangfold 8(12):2211-2225.

Piperno DR og Dillehay TD. 2008. Stivelseskorn på menneskelige tenner avslører tidlig kosthold med bred avling i Nord-Peru. Proceedings of the National Academy of Sciences 105(50):19622-19627.

Scarry, C. Margaret. 'Avlingspraksis i Nord-Amerikas østlige skogsområder.' Kasusstudier i miljøarkeologi, SpringerLink, 2008.

J, Schmutz. 'Et referansegenom for vanlige bønne- og genomomfattende analyser av doble domestiseringer.' McClean PE2, Mamidi S, National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine, juli 2014, Bethesda, MD.

Tuberosa (Redaktør). 'Genomikk av plantegenetiske ressurser.' Roberto, Graner, et al., bind 1, SpringerLink, 2014.