Генетики реконструировали распространение перца по торговым путям XVI века

Генетики изучили более десяти тысяч образцов различных видов стручкового перца (Capsicum) и реконструировали историю самого популярного вида этого рода, С. annuum. Оказалось, что культуру одомашнивали по всей Центральной Америке, а после открытий Христофора Колумба она через Атлантику проникла в Африку и Европу. Отсюда перец попал в Восточную Азию, где достиг высокого уровня разнообразия. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Стручковые перцы (Capsicum) относятся к числу самых популярных овощных культур в мире. Наибольшее распространение получили горькие и сладкие сорта вида С. annuum, однако люди также выращивают четыре других вида перцев: С. frutescens, С. chinense, С. baccatum и C. pubescens. Все они происходят от растений, одомашненных в Центральной и Южной Америке и попавших в Старый Свет после путешествий Христофора Колумба. Впрочем, как именно стручковые перцы распространялись по миру, остается не до конца ясным: исторические записи на эту тему разрозненны и противоречивы, а полноценные генетические исследования данного вопроса пока не проводились.

Команда биологов во главе с Паскалем Триподи (Pasquale Tripodi) из итальянского Совета по сельскохозяйственным исследованиям и экономике решила разобраться в запутанной истории стручкового перца. Для этого ученые проанализировали 10038 образцов, относящихся к четырнадцати видам из рода Capsicum и хранящихся в генных банках и других исследовательских учреждениях. Авторы выяснили, что наибольшим генетическимм разнообразием обладают перцы С. annuum. Сильнее всего от других представителей рода отличаются С. baccatum, а С. chinense (к нему относятся самые острые сорта перца, например, хабанеро) и С. frutescens (табаско) довольно похожи друг на друга.

На следующем этапе авторы сосредоточили внимание на С. annuum. Анализ показал, что все генетическое разнообразие данного вида можно поделить на девять сильно перемешанных кластеров. Это поддерживает идею, согласно которой существует несколько центров диверсификации этого перца. Сильнее всего друг от друга отличаются европейские и азиатские образцы С. annuum, а американские варианты распределены между двумя этими крайностями. Судя по всему, люди независимо одомашнивали перцы С. annuum по всей Центральной Америке, с чем связано высокое генетическое разнообразие данного вида и обилие редких аллелей. Затем растения, происходящие из разных природных популяций, перевозили по миру и регулярно скрещивали между собой.

Дополнительный анализ генотипов и фенотипов С. annuum указал на наличие связей между европейскими и азиатскими перцами. Вероятно, они сформировались благодаря торговым путям, включая Шелковый путь, которые пролегали в широтном направлении и использовались, в том числе, для перевозки перца. На историю одомашненных перцев также повлияли османские торговые пути, связывавшие Ближний Восток с Восточной и Центральной Европой. Перемещения С. annuum через океаны оказалось отследить труднее. Тем не менее Триподи и его коллеги выяснили, что восточноазиатские перцы происходят от растений, попавших сюда в основном в результате трансатлантической торговли в XVI веке. Доказательств, что перец проник в Азию из Южной Америки через Тихий океан еще в доколумбову эпоху, авторы не нашли.

Африканские перцы представляют собой своего рода промежуточное звено между американскими и евразийскими. Это связано с распространением этих растений по торговым путям через Атлантику и вдоль южной оконечности Африки. Последний маршрут использовали в основном португальские моряки — они пытались насаждать в Азии острые сорта, чтобы увеличить импорт черного перца (Piper nigrum), на продажу которого в Европе у них была монополия. Также в распространении перца вдоль южной оконечности Евразии сыграли роль арабские торговцы. Интересно, что африканские сорта в наименьшей степени подвергались селекции и потому сохранили много древних генетических вариантов.

Самое высокое генетическое разнообразие С. annuum характерно для Южной Америки и Африки. Кроме того, довольно разнообразны перцы из Восточной Европы, где издавна популярны сладкие сорта, и Восточной Азии (местные жители предпочитают острые сорта с мелкими плодами).

По мнению Триподи и его коллег, главным качеством, за который перец ценили в период его распространения по планете, была острота. Неудивительно, что гены, отвечающие за эту особенность, подверглись воздействию положительного отбора. Острый вкус перца, возможность перевозить его в сушеном виде, а также относительная легкость культивирования обеспечили ему высокую популярность и позволили в короткие сроки расселиться по планете.

Несколько лет назад ученые предложили воспользоваться технологией CRISPR/Cas9, чтобы придать томатам острый вкус. Полученные сорта можно будет использовать для удешевления промышленного производства капсаицина. Подробнее о возможности создать острые томаты читайте в нашем материале «Помидоры с перцем».

Сергей Коленов