Обычно кукуруза – однопочаточное растение, но у некоторых сортов этой культуры могут быть два или три соцветия. Это структурное изменение, вероятно, является результатом мутации в гене, известном как Tb1. Для растения это имеет негативные последствия, так как процесс оплодотворения, при котором пыльца от кисточки должна пробиться к початку, становится сложнее. Но для человека такая мутация очень выгодна, так как небольшое число больших початков легче собирать, чем большое количество маленьких. В силу этого протофермеры скорее выбрали бы мутантов, хотя для самого растения это был бы не лучший вариант.
Початки, находившиеся ближе к земле, были ближе и к питательным веществам и потенциально могли вырасти намного больше. Еще раз. Этим процессом руководил человек. Протофермеры отдавали предпочтение растениям с большими початками, а ядра из этих початков использовали затем для посева. Таким образом, следы мутации, которые приводили к увеличению початков, наблюдались и в следующих поколениях кукурузы. Это подтверждают данные археологов. В одной пещере в Мексике была найдена связка початков, каждый из которых был больше предыдущего от полдюйма до восьми дюймов. Подтвердилось также и то, что кукуруза, привлекательная для людей, оказалась менее жизнеспособной в дикой природе. Растение с большим початком не может самостоятельно размножаться.
Чтобы растение росло, ядра должны быть вручную отделены от початка и посажены на достаточном расстоянии друг от друга. Это то, что могут сделать только люди. Короче говоря, растение оказалось полностью зависимым от людей. То, что началось как невольный процесс отбора, в конце концов стало обдуманным действием, так как протофермеры начали культивировать желательные для них качества. Перенося пыльцу с кисточки одного растения на другое, можно было создавать новые сорта, которые объединяли бы признаки своих родителей. Эти новые сорта хранили вдали от других сортов, чтобы предотвратить потерю желаемых черт. Исходя из генетического анализа, можно предположить, что один из специфических типов теосинте Balsas Teosinte, скорее всего, был прародителем кукурузы. Дальнейший анализ региональных сортов Balsas Teosinte показал, что эта кукуруза могла быть первоначально одомашнена в Центральной Мексике, в районе современных штатов Герреро, Мехико и Мичоакан. Отсюда кукуруза распространилась по всей Америке и стала основным продуктом питания для ацтеков и майя (Мексика), инков (Перу) и многих других племен и культур.
Но кукуруза могла стать основой здорового питания лишь при условии дальнейшего технологического прогресса. В процессе исследований в ней был обнаружен дефицит аминокислот лизина и триптофана, а также витамина ниацина – необходимых элементов полноценного питания человека. Когда кукуруза была всего лишь одним продуктом среди многих, эти недостатки не имели значения, поскольку другие продукты, такие как бобы и тыква, восполняли нехватку этих элементов. А вот кукурузная диета приводит к пеллагре – заболеванию, которое характеризуется тошнотой, грубой кожей, чувствительностью к свету и слабоумием. (Светочувствительность от пеллагры – основа мифа о вампирах, появившегося после распространения кукурузы в Европе в XVIII в.) К счастью, кукурузу можно безопасно обработать гидроксидом кальция в виде древесной золы или дробленых раковин. Их добавляют во время приготовления блюда либо смешивают с водой, создавая таким образом щелочной раствор, в котором кукурузу оставляют на ночь. Это смягчает зерна, а главное – высвобождает аминокислоты и ниацин, которые присутствуют в кукурузе в недоступной или «связанной» форме – ниацитине. Обработанные таким образом зерна ацтеки называли «никстамал», так что процесс известен сегодня как никстамализация. Эта практика, вероятно, была разработана еще в 1500 г. до н.э.; без этого великие кукурузные культуры Северной и Южной Америки могли бы не состояться.
Все это показывает, что кукуруза вообще не встречается в природе как продукт питания. Ее развитие было описано современными учеными как наиболее впечатляющий итог «одомашнивания» и генетической трансформации, которая когда-либо предпринималась. Эта сложная технология, разрабатывавшаяся многими поколениями, достигла такого уровня, что кукуруза в конечном счете оказалась не способна выживать самостоятельно в дикой природе, но зато смогла обеспечить едой целые цивилизации.
Зерновые инновации
Кукуруза – лишь один из самых экстраординарных примеров. Два других продукта – пшеница и рис – тоже рассматривались как основа цивилизации соответственно на Ближнем Востоке и в Азии. Они стали результатом селективных экспериментов, позволивших умножить желательные человеку мутации и создать необходимые продукты питания. Подобно кукурузе, пшеница и рис относятся к группе зерновых и также отличаются от диких предков наличием жесткого («небьющегося») рахиса (от греч. rhachis – хребет). По мере созревания диких зерен рахис становится хрупким, и на ветру его семена рассыпаются. Для диких растений такое строение рахиса вполне оправданно, так как гарантирует рассеивание только зрелых зерен. Но это очень неудобно для их сборщиков.
В то же время у небольшой части растений одиночная генетическая мутация не приводит к хрупкости рахиса, даже когда семена созревают. Такая ось называется «жестким рахисом». Для растений подобная мутация нежелательна, так как они не могут рассеять семена. Но это удобно для сборщиков диких зерен. Если, к примеру, часть зерен затем посадить для воспроизводства урожая, то в следующем году будет больше таких же мутирующих растений, и их доля с каждым годом будет расти. Археологи, проводившие полевые эксперименты, продемонстрировали, что происходит с пшеницей в этих случаях. Они показали, что растения с жесткими, «небьющимися», рахисами начинают доминировать внутри популяции примерно через 200 лет. (У кукурузы, кстати, початок – гигантский «небьющийся» рахис.)
Как и в случае с кукурузой, протофермеры отбирали желаемые характеристики в пшенице, рисе и других злаках в процессе «одомашнивания». В пшенице, прошедшей мутацию, жесткие клейковины, покрывающие каждое зерно, отделяются довольно легко, что способствует образованию так называемых самообмолачивающихся сортов. Следовательно, в дикой природе отдельные зерна при мутации слабо защищены, что плохо для растений. Фермеры же в этой ситуации, напротив, выигрывают, так как появляется возможность отделить съедобные зерна после обмолачивания снопов пшеницы на гумне. Да и при сборе зерен с земли крупные ядра собирать быстрее, чем мелкие и те, что в оболочках. Все это способствовало распространению полезных мутаций.
Еще одна черта, свойственная многим одомашненным культурам, – исключение семян из процесса спячки. Для прорастания многие семена требуют особых раздражителей – таких как холод или свет. К примеру, после заморозков они не прорастут осенью. Фермерам хотелось бы, конечно, чтобы семена начинали расти сразу после их посева. Если взять коллекцию семян, часть которых проявляет способность к анабиозу, а остальные нет, то те, что начинают расти сразу после посева, имеют больше шансов дать урожай и стать основой для следующего урожая. Так что любые мутации, подавляющие спячку семян, будут способствовать их размножению.
Точно так же и дикие злаки прорастают и созревают в разное время, а это значит, что независимо от графика осадков некоторые зерна созреют и дадут семена для следующего года. Сбор урожая с целого поля хорош для зерен, которые созрели к этому времени. Недозрелые или перезрелые семена будут менее жизнеспособны, если их сеять в следующем году. Таким образом, эффект исключения спячки заключается в том, чтобы сократить время созревания зерен и обеспечить одновременное поспевание урожая на всем поле.
