Уилл Данэм
18 мая (Рейтер) - Хлопок, самая прибыльная непищевая культура в мире, используется чаще любого другого натурального волокна. Известный своим комфортом и долговечностью, он применялся с древних времен для изготовления тканей и других товаров. Четыре вида выращиваются в коммерческих целях, но один из них доминирует, составляя около 90% мирового производства.
Ученые теперь разгадали историю одомашнивания этого важного вида - называемого Gossypium hirsutum, или хлопчатник обыкновенный (упланд), - с помощью геномного расследования. Они определили, что он был впервые одомашнен в Мексике, в северо-западной части полуострова Юкатан. В то время этот регион был населен фермерами каменного века, задолго до того, как там расцвела цивилизация майя.
Ботаник и эволюционный биолог из Университета штата Айова Джонатан Уэндел сообщил, что это одомашнивание произошло по меньшей мере 4000 лет назад, а возможно, и до 7000 лет назад.
Исследователи определили место одомашнивания, сравнив геномы одомашненного вида с дикими видами хлопка, найденными на Юкатане, во Флориде и на карибских островах Пуэрто-Рико и Гваделупа. Одомашненный вид наиболее точно соответствовал дикому юкатанскому хлопку.
«Дикие растения хлопка - это деревянистые, многоветвистые кустарники или небольшие деревья, долгоживущие, с относительно редким цветением и более мелкими цветами, плодами и семенами, чем у культурных растений», - сказал Уэндел, со-старший автор исследования, опубликованного в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Представители некоторых человеческих групп, должно быть, проявили интерес к диким формам», - сказал Уэндел, запустив процесс одомашнивания, из которого за тысячи лет медленного и постепенного улучшения возникла современная культурная форма.
«Ранние фермеры увидели потенциал в этом раскидистом растении с волосистыми семенами как источнике мягких материалов. Ранние ткачи могли прясть волокно вручную и использовать его для ткачества, рыболовных сетей, веревок и других товаров», - сказала Коррин Гровер, генетик и эволюционный биолог из Университета штата Айова и со-старший автор исследования.
Упланд-хлопок был завезен в остальной мир после испанских завоеваний в Америке в 16 веке. Китай, Индия, США и Бразилия в настоящее время являются ведущими производителями хлопка в мире.
«Исследования показывают, что процесс одомашнивания, превращения этих коротких, грубых и коричневатых волокон в тонкий, белый и превосходный текстиль, который мы знаем сегодня, вероятно, включает множество генов, действующих в сложной симфонии», - сказала Гровер.
«Сами волокна - это просто одноклеточные волоски семян, но они являются одними из самых необычных и замечательных клеток у растений», - сказал Уэндел.
Исследование показало, что одомашненное растение хлопка обладает гораздо меньшим генетическим разнообразием - разнообразием генетических характеристик внутри вида - чем его дикие сородичи. Меньшее генетическое разнообразие может снизить способность вида адаптироваться к изменениям окружающей среды, таким как воздействие болезней.
«Мы знаем, что одомашнивание часто приводит к потере генетического разнообразия, поскольку ранние фермеры отбирали ценные признаки, а затем к дальнейшему сокращению по мере того, как улучшение культур усиливало давление отбора», - сказала Гровер.
«Здесь мы можем увидеть, что это означает глобально для генома хлопка и как это соотносится с тем, что все еще остается в дикой природе. Это дикое разнообразие важно, потому что признаки, которые были случайно утеряны - например, определенная устойчивость к вредителям - могут быть ценными для включения в наши современные сорта», - сказала Гровер.
Другой вид хлопка - Gossypium barbadense, или длинноволокнистый хлопок (перуанский), - был одомашнен в Америке, в Перу или Эквадоре, примерно в то же время, что и упланд-хлопок, и в настоящее время составляет примерно 5% мирового производства хлопка. Два других одомашненных вида - Gossypium arboreum с Индийского субконтинента и Gossypium herbaceum из стран Африки к югу от Сахары и Аравийского полуострова - составляют остальную часть.
Хлопок намного превосходит другие волокнистые культуры, такие как лен, джут и конопля, по объему производства.
«Спрос на хлопок, хотя и варьируется от года к году, остается высоким и, по-видимому, имеет общую тенденцию к росту», - сказала Гровер.
Изобретение хлопкоочистительной машины (cotton gin), которая автоматизировала отделение семян от хлопковых волокон, в США в конце 18 века резко увеличило скорость обработки и сделало выращивание хлопка высокоприбыльным. Это привело к расширению рабства на юге США на фоне возросшего спроса на рабочую силу для посадки, сбора и уборки ценной культуры.
«У хлопка сложная история, особенно его связь с рабством, эксплуатацией коренных народов и имперской экспансией. Но это также долговечная культура, вплетенная в жизнь людей по всему миру», - сказала Гровер.
(Репортаж Уилла Данэма в Вашингтоне; Редактирование Дэниела Уоллиса)