Alastair Lee Bitsóí z Diné trzyma zbiory ziemniaków Four Corners w koszu Diné na swojej farmie w państwie Navajo. Źródło: Alastair Bitsóí
Badania potwierdzają, że ziemniak Four Corners był w przeszłości uprawiany przez rdzenne grupy na południowym zachodzie, co wskazuje na zaawansowane techniki rolnicze i rolę ziemniaka w sieciach handlowych, znacząco wpływającą na różnorodność roślin.
Badania wykazały, że rodzimy ziemniak gatunekSolanum jamesii była w przeszłości transportowana i uprawiana przez rdzenną ludność w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych, wnosząc wkład w dziedzictwo rolnicze regionu. Ta „zagubiona siostrzana” uprawa, bogata w składniki odżywcze i zdolna do szybkiego wytworzenia setek bulw, odegrała kluczową rolę w starożytnych sieciach handlowych i zimowych dietach.
Nowe badania prowadzone przez Red Butte Garden i Muzeum Historii Naturalnej stanu Utah (NHMU) na Uniwersytecie Utah ujawniają, że starożytni rdzenni mieszkańcy sprowadzili do południowego Utah rodzimy gatunek ziemniaków, poszerzając listę gatunków roślin udomowionych przez kultury przedkontaktowe w Południowo-zachodnie Stany Zjednoczone
Naukowcy wykorzystali analizę genetyczną, aby określić, w jaki sposób i gdzie bulwy ziemniaka Four Corners (Solanum Jamesii) były zbierane, transportowane i sprzedawane na całym płaskowyżu Kolorado. Odkrycia, ostatnio szczegółowo opisane w Amerykański Dziennik Botanikiwskazują, że bulwa jest „zagubioną siostrą”, łączącą kukurydzę, fasolę i dynię – powszechnie zwane trzema siostrami – jako podstawa upraw z powodzeniem uprawianych na trudnych terenach regionu.
Roślina Solanum jamesii, ziemniak Four Corners. Źródło: Tim Lee/NHMU
Spostrzeżenia na temat wczesnego udomowienia
„Transport to jeden z pierwszych kluczowych etapów udomowienia rodzimych roślin do celów uprawnych” – stwierdziła dr Lisbeth Louderback, kuratorka archeologii w NHMU, profesor nadzwyczajny antropologii na Uniwersytecie Utah i współautorka badania. „Udomowienie można rozpocząć od gromadzenia i przesadzania propagul w nowym miejscu”.
Naukowcy zebrali DNA próbki z współczesnych populacji ziemniaków Four Corners w pobliżu stanowisk archeologicznych oraz z populacji niearcheologicznych w naturalnym zasięgu ziemniaka na obrzeżach Mogollon w środkowej Arizonie i Nowym Meksyku. Wyniki wskazują, że ziemniak był transportowany i uprawiany prawdopodobnie przez przodków współczesnych plemion Pueblo (Hopi, Zuni, Tewa, Zia), Diné, Southern Paiute i Apaczów.
Alastair Lee Bitsóí, Diné, z ziemniakami Four Corners na swojej farmie w państwie Navajo. Źródło: Alastair Lee Bitsóí
Znaczenie żywieniowe i kulturowe
„Ziemniak Four Corners, podobnie jak kukurydza, kakao i agawa, odzwierciedla znaczący wpływ człowieka na różnorodność roślin w krajobrazie na przestrzeni tysiącleci” – powiedział dr Bruce Pavlik, były dyrektor ds. ochrony przyrody w Red Butte Garden i główny autor książki badanie.
S. jamesii ma dwukrotnie większą zawartość białka, wapnia, magnezu i żelaza niż organiczny czerwony ziemniak, a pojedyncza bulwa może urosnąć, dając do 600 małych bulw w ciągu zaledwie czterech miesięcy. Pożywne rośliny byłyby wysoko cenionym przedmiotem handlowym i kluczowym w chudych miesiącach zimowych. Chociaż wyjątkowe rozmieszczenie ziemniaków Four Corners było zaskoczeniem dla naukowców i badaczy, lokalni członkowie plemienia od początku to podejrzewali.
Każdy słupek przedstawia skład genetyczny danej populacji ziemniaków i pokazuje, skąd pochodzą te geny. Źródło: Pavlik i in. AmJBotanika (2024)
„Południowy zachód był ważnym, pomijanym wtórnym regionem udomowienia. Starożytni rdzenni mieszkańcy byli rolnikami o dużej wiedzy, zorientowanymi na regionalne środowisko ekologiczne, którzy prowadzili intensywną wymianę handlową i uprawiali rośliny w wielu różnych środowiskach” – powiedziała Wendy Hodgson, kustosz zielnika i botanik badawczy w Desert Botanical Garden. „Takie badania podkreślają potrzebę uczenia się z perspektywy ludności tubylczej, raportów etnograficznych oraz patrzenia na krajobrazy i niektóre gatunki roślin z perspektywy kulturowej, a nie „naturalnej””.
Różnorodność genetyczna i rozmieszczenie roślin
Region Mogollon Rim obejmuje południowo-środkową Arizonę, rozciągając się na wschód i północ aż do gór Mogollon w Nowym Meksyku. Postrzępione klify wapienne i piaskowcowe rozbijają ponderosas, pinyony i jałowce rozproszone po terenie położonym na dużych wysokościach. S. jamesii jest szeroko rozpowszechniony na Obrzeżach – rośliny rosną w lasach iglastych, a tysiące małych bulw może rosnąć pod pojedynczym baldachimem sosny pinyon. Te „niearcheologiczne” populacje nie są powiązane z artefaktami, osiągają dość duże rozmiary i są stale rozmieszczone w całym siedlisku.
Natomiast „populacje archeologiczne” ziemniaka występują w promieniu 300 metrów od starożytnych siedlisk i są zazwyczaj mniejsze niż w przypadku centralnego rozmieszczenia gatunku. Nieliczne, odizolowane populacje na płaskowyżu Kolorado wykazują strukturę genetyczną, którą można wyjaśnić jedynie gromadzeniem się ludzi i transportem.
„Plemiona regionu Czterech Kątów od niepamiętnych czasów pielęgnują związek z różnorodnością biologiczną żywności i krajobrazu” – powiedział Alastair Lee Bitsóí (Diné), dziennikarz Navajo, który uprawia ziemniaki Czterech Kątów i pisze o nich reportaże. „Na rodzinnej farmie w Navajo Nation wyhodowałem szparagi z Bears Ears, Grand Staircase i Mesa Verde i z nich narodziło się nowe pokolenie. Podobnie jak przodkowie, jestem czynnikiem rozpraszającym w transporcie i uprawie.
Aby rozmnażać się płciowo, to znaczy stworzyć żywotne nasiona, kwiaty muszą otrzymać pyłek z innej rośliny o określonych, zgodnych czynnikach genetycznych. Bez odpowiedniego towarzysza rośliny będą się klonować, wyrastając z podziemnych łodyg, tworząc genetycznie identyczną roślinę potomną. Pozwala na to jego zdolność klonowania S. jamesii utrzymać się nawet wtedy, gdy warunki są dalekie od idealnych. Zapewnia również oznaczenie stempla genetycznego, skąd pochodzi każda populacja. Sygnatura ta jest powszechna w przypadku ziemniaków przewożonych w miejsca, w których znajduje się kilka innych osobników i utrzymuje się przez setki pokoleń.
Korelacje archeologiczne i różnorodność genetyczna
Naukowcy zebrali próbki DNA z 682 pojedynczych roślin z 25 populacji ziemniaka Four Corner — 14 populacji znajdowało się w pobliżu stanowisk archeologicznych, a 11 z obszarów niearcheologicznych w ich naturalnym rozmieszczeniu. Wyniki wykazały, że najbardziej zróżnicowane genetycznie populacje S. jamesii koncentrowały się wokół Obręczy Mogollon. I odwrotnie, populacje ze stanowisk archeologicznych wykazywały zmniejszoną różnorodność genetyczną, ponieważ transportowane bulwy mogły zawierać tylko ułamek dostępnych genów.
Autorzy ustalili, że populacje S. jamesii w Escalante Valley w południowym Utah mają dwa różne źródła – jedno bezpośrednio z regionu Mogollon Rim i drugie związane z Bears Ears, Mesa Verde i El Morro. Te stanowiska archeologiczne tworzą korytarz genetyczny, co sugeruje, że starożytni ludzie transportowali bulwy z południa na północ.
Pomimo bliskiego położenia geograficznego, cztery populacje archeologiczne wokół doliny Escalante mają różne pochodzenie. Sygnatury genetyczne mogą wskazywać, że w odległej przeszłości ludzie wielokrotnie transportowali ziemniaki do nowych miejsc, według schematu prawdopodobnie odpowiadającego starożytnych szlakom handlowym.
„Ziemniak dołącza do dużego zbioru towarów, którymi handlowano w tym rozległym krajobrazie kulturowym” – powiedział Louderback. „Przez tysiąclecia mieszkańcy południowego zachodu uczestniczyli w sieciach społecznościowych, migracjach i szlakach handlowych w regionie”.
Wnioski i przyszłe kierunki badań
Jasne jest, że gatunek ten był transportowany i uprawiany daleko od centrum naturalnego występowania. Naukowcy z USDA Potato Gen Bank od dziesięcioleci pobierają próbki genetyki ziemniaka Four Corners i zaintrygowała ich różnorodność wzorców genetycznych w zależności od zasięgu geograficznego.
„Zastanawialiśmy się nad wzorcami dystrybucji różnorodności genetycznej Solanum Jamesii”- powiedział dr Alfonso del Rio, genetyk roślin na Uniwersytecie Wisconsin-Madison i Departamencie Rolnictwa USA Potato Genebank oraz współautor badania. „Nie było dla nas jasne, czy ludzie zmienili jego zasięg, ale teraz mamy dowody, które to potwierdzają”.
Naukowcy interpretują transport ziemniaka Four Corners jako wczesne etapy udomowienia, planują jednak przeanalizować konkretne sekwencje genów, aby dowiedzieć się więcej na temat S. jamesii.
„Chcielibyśmy przyjrzeć się konkretnym markerom genetycznym pod kątem pewnych pożądanych cech, takich jak smak, wielkość bulw i tolerancja na mróz” – powiedział Pavlik. „Jest całkowicie możliwe, że rdzenni mieszkańcy preferowali pewne cechy i w ten sposób próbowali pozyskać korzystne geny”.
Hodgson powiedział: „Agawa, ziemniak Four Corners i inne udomowione gatunki są doskonałymi kandydatami do uprawy na suchych ziemiach w czasach, gdy stoimy przed wieloma wyzwaniami, w tym bezpieczeństwem żywności i dostępnością zasobów wodnych. Jak wykazano w tym i innych badaniach, ochrona i zrozumienie rozmieszczenia oraz roli ekologicznej i kulturowej tych roślin wymaga interdyscyplinarnej współpracy między botanikami, archeologami, agencjami federalnymi i ludnością tubylczą”.
Odniesienie: „Dowody na wywołany przez człowieka efekt założycielski w populacjach Solanum jamesii na stanowiskach archeologicznych: II. Sekwencjonowanie genetyczne ustanawia starożytny transport przez południowo-zachodnie Stany Zjednoczone” Bruce M. Pavlik, Alfonso del Rio, John Bamberg i Lisbeth A. Louderback, 11 lipca 2024 r., Amerykański Dziennik Botaniki.
DOI: 10.1002/ajb2.16365
