Можно сойти с ума от сложного происхождения этого фрукта

Людям нравится знать, откуда берется их пища, но даже эксперты разводят руками, когда речь заходит о происхождении современного банана. Обширный генетический анализ более 100 сортов диких и культивируемых бананов раскрывает запутанную историю одомашнивания плода и показывает существование трех ранее неизвестных — и, возможно, все еще живущих — предков. Эксперты по бананам хотят отследить этих таинственных предков, чтобы выяснить, могут ли их гены помочь сохранить современные культуры бананов здоровыми.

“Одомашнивание бананов намного сложнее, чем я предполагал ранее”, — говорит Лорен Ризеберг, биолог-эволюционист из Университета Британской Колумбии, Ванкувер, который не принимал участия в исследовании.

Около 7000 лет назад бананы не были мясистыми фруктами без косточек, которые мы знаем сегодня. Мякоть была усеяна черными семенами и почти несъедобна. Вместо этого люди ели цветы бананового дерева или его подземные клубни. Они также отделили волокна от стволообразного стебля, чтобы сделать веревку и одежду. Банановые деревья в то время были “очень далеки от бананов, которые мы видим сегодня на полях людей”, — говорит Джули Сардос, специалист по генетическим ресурсам в Альянсе Bioversity International, который занимается сбором сортов бананов.

Ученые знают, что преобладающим диким предком банана является вид Musa acuminata, который встречается от Индии до Австралии.Большинство исследователей сходятся во мнении, что Папуа-Новая Гвинея — это место, где впервые появились одомашненные бананы, какими мы их знаем. Сегодня существует множество сортов бананов — по последним подсчетам, их более 1000. В ходе их одомашнивания современные бананы, доступные в супермаркетах, потеряли свои семена и стали мясистее и слаще. Но было трудно точно определить, как и когда произошло это одомашнивание. Усложняет ситуацию то, что некоторые бананы имеют обычные два набора хромосом, в то время как другие имеют три набора или более, что позволяет предположить, что по крайней мере некоторые современные бананы являются гибридами, полученными в результате скрещивания двух или более сортов или даже разных видов.

Есть веская причина попытаться использовать глубокий исторический генофонд современного банана: банановая промышленность стоимостью 8 миллиардов долларов, которая производит 100 миллиардов бананов в год, находится под угрозой таких заболеваний, как панамская болезнь и бактериальное увядание бананов. Селекционеры бананов пытаются найти способы борьбы с такими патогенами, особенно с теми, которые поражают банан Кавендиш, на долю которого приходится более половины всех бананов, экспортируемых в Соединенные Штаты и Европу. Некоторые собирают диких родственников и неизвестные сорта, которые более устойчивы к болезням. Но введение генов от далеких предков также может помочь создать современные бананы. Генетический анализ может помочь собрать воедино историю одомашнивания и выявить живых представителей этих плодов-предков.

Набила Яхиауи, специалист по геномике бананов из Французского сельскохозяйственного исследовательского центра международного развития в Монпелье, и его коллеги ранее сравнили ДНК из 24 собранных образцов диких и домашних бананов. В некоторых из них они обнаружили нечто загадочное: ДНК, которая не соответствовала ДНК ни в одном из других образцов. Основываясь на этом открытии, в 2020 году они предположили, что, помимо M. acuminata и других известных диких родственников, два неизвестных вида внесли свои ДНК в современный банан.

В новом исследовании Сардос и ее коллеги расширили эту работу, сосредоточив внимание на сортах бананов с двумя наборами хромосом, поскольку они, вероятно, более тесно связаны с первыми одомашненными бананами. (У Кавендиша три набора.) Они взяли образцы ДНК 68 образцов диких родственников и 154 видов культивируемых бананов, в том числе 25 сортов, собранных командой Сардоса в Папуа-Новой Гвинее. Это впечатляющее количество сортов, некоторые из которых трудно получить, говорит Тим Денхам, археолог из Австралийского национального университета, который не принимал участия в работе.

Сравнение предоставило больше доказательств того, что бананы первоначально выращивались на Новой Гвинее, и предположило, что подвид M. acuminata под названием “banksia” был первым, который был одомашнен. Тот же подвид впоследствии способствовал появлению более распространенных культурных сортов, сообщают Сардос и его коллеги в этом месяце в Frontiers in Plant Science . “Это [заключение] важно”, — говорит Денхам. “Это подтверждает предыдущие археологические, ботанические, лингвистические и генетические исследования”.

Образцы также указали на существование третьего неизвестного источника генетического материала бананов, сообщила команда. Ученым еще предстоит идентифицировать три вида; их данные предполагают, что один из них произошел из Новой Гвинеи, один из Сиамского залива, а третий откуда-то между северным Борнео и Филиппинами.

Денхам был удивлен, обнаружив, что современные сорта бананов на Новой Гвинее более генетически разнообразны, чем их дикий предок. “Это противоречит большинству генетических аргументов, которые предполагают, что первоначальное одомашнивание приводит к узкому месту”, — говорит он. Он подозревает, что даже когда производители бананов работали над улучшением бананов, происходило безудержное скрещивание с дикими родственниками, что привело к появлению сортов с разными генетическими предками.

“Эта работа еще раз подтверждает важность гибридизации в эволюции определенных культур”, — говорит Ризеберг, чья работа с подсолнечниками продемонстрировала, что скрещивание может быть важным для эволюции.

Поле по-прежнему изобилует возможностями: Сардос и другие поклонники бананов надеются посетить небольшие фермы и другие места на родине банановых предков, чтобы посмотреть, смогут ли они найти более современных потомков. Они также могут дать устойчивый к болезням урожай, который можно скрещивать с коммерческими бананами. “Существует большое разнообразие бананов без отбора проб”, — говорит Ризеберг.