Древнее похолодание подстегнуло эволюцию и распространение риса

Ученые связали диверсификацию и распространение риса с глобальным похолоданием около четырех тысяч двухсот лет назад. До этого события рис выращивали в основном в Китае, однако возникшие позже разновидности проникли в Корею, Японию и Юго-Восточную Азию. Результаты междисциплинарного исследования, опирающегося на генетические, археологические и палеоклиматические данные, опубликованы в журнале Nature Plants.

Рис посевной (Oryza sativa) — одна из важнейших сельскохозяйственных культур. По некоторым оценкам, он является источником более 20 процентов калорий в рационе половины жителей планеты. Большая часть современных сортов риса относится к подгруппам japonica и indica, которым иногда придают статус отдельных подвидов. Археологические данные указывают, что рис japonica начали культивировать около девяти тысяч лет назад в долине Янцзы, а indica — на пять тысяч лет позже в нижнем течении Ганга.

О путях распространения риса по Азии известно намного меньше, чем о его происхождении. Чтобы заполнить этот пробел, команда специалистов под руководством Майкла Пуругганана (Michael D. Purugganan) из Нью-Йоркского университета решила изучить историю этой культуры с генетической точки зрения. Ученые проанализировали результаты полногеномного секвенирования более 1400 разновидностей риса и сопоставили их с археологическими и климатическими данными.

Исследование показало, что на протяжении первых четырех тысяч лет после одомашнивания рис выращивали почти исключительно на территории современного Китая. Толчком к появлению новых разновидностей и их распространению по Восточной и Южной Азии стали резкие климатические изменения около четырех тысяч двухсот лет назад. В Северном полушарии они привели к сокращению уровня осадков и снижению средней температуры на ноль целых шесть десятых градуса по Цельсию.

Согласно генетическим данным, именно в этот момент рис japonica разделился на две эволюционные линии, приспособленные к умеренному и тропическому климату соответственно. Первая получила распространение в Северном Китае, на Корейском полуострове и в Японии. Вторая из-за похолодания продвинулись в Юго-Восточную Азию. Однако на острова Индонезии и Филиппинского архипелага рис попал лишь две с половиной тысячи лет назад, после появления сети оживленных торговых связей между ними и материком.

Одомашнивание риса indica произошло чуть позже, около четырех тысяч лет назад. Эта линия впоследствии распространилась в Китай и Юго-Восточную Азию, причем благодаря постоянному потоку генов отдельные популяции слабо дифференцировались друг от друга.

Авторы исследования подчеркивают, что лишь междисциплинарный подход позволил с такой точностью реконструировать историю одного из самых популярных культурных растений. Генетика и археология предоставили данные об истории распространении риса, а палеоклиматология — о направивших их изменениях окружающей среды.

История других сельскохозяйственных культур может быть не менее сложной, чем у риса. Например, кукуруза, согласно недавнему исследованию, была одомашнена однажды, но после проходила долгую независимую селекцию в Северной и Южной Америке. При этом в Южную Америку она попадала дважды.

Сергей Коленов