תירס הוא אחד הגידולים החשובים בעולם. אנחנו לא סתם מקפיצים אותו ומוחקים אותו על הרוטב; ניתן להפוך תירס לקמח וסירופ, הוא מוזן לבקר, הוא הופך לאתנול ואף ניתן להשתמש בו לייצור פלסטיק. בין 2016 ל -2017 יוצרו כמיליארד טון תירס ברחבי העולם והתירס מניבים יותר משישה אחוזים מכל קלוריות המזון לבני אדם.
סיפור העמילן הצנוע והשימושי הזה מתחיל לפני אלפי שנים במקסיקו, עם בייתו של דשא קדום בשם teosinte. אך על פי מחקר חדש שפורסם ב- Science, מסלול ההתפתחות של teosinte לדגן הזהב שאנו מכירים כיום עשוי להיות מורכב יותר מכפי שמדענים חשבו בעבר.
הביאה בתירס, כך מספרת התיאוריה המקובלת, התרחשה בעמק נחל בלסאס שבמרכז מקסיקו הדרומית. לפני כ- 9, 000 שנה החלו חקלאים מוקדמים באזור זה לבחור תכונות חיוביות של teosinte, שנראה שונה מאוד מתירס מודרני ואינו ניתן לחך במיוחד; הכוסית שלו קטנה וכמה הגרעינים שלה מוקפים מעטפת קשוחה. אולם בהתערבות אנושית התפתח התוסינה לתירס טעים וענוג, אשר הועבר לאחר מכן לאזורים אחרים ביבשת אמריקה. בזמן הקולוניזציה האירופית במאה ה -15, התירס היה מקור מזון עיקרי באזורים רבים באזור.
לוגן קיסטלר, מחברו הראשי של המחקר החדש ואוצר הארכיאו-בוטניקה והארכיאונומיקה במוזיאון הלאומי להיסטוריה של סמית'סוניאן, אומר שלפי תיאוריה זו, זרימת הגנים מטאוסינט פרוע עדיין התרחשה באיזה תירס מבוית, אך "בעיקר, אבולוציוני דרך חשובה, זרימת הגנים נעצרה פחות או יותר אצל האב הקדמון המשותף לכל התירס. "
אולם גילויים אחרונים גרמו לקיסטלר ועמיתיו לחשוב מחדש על רעיון זה. בשנת 2016 שתי קבוצות מחקר עצמאיות ניתחו את ה- DNA של גושי תירס בני 5, 000 שנה ממערה במקסיקו, וגילו כי התירס העתיק היה עדיין בעיצומו של תהליך הביות. לגורחים היו כמה גנים הקשורים לטוסינט, והכתיבו דברים כמו פיזור זרעים וייצור עמילן, וגנים אחרים האופייניים לתירס מבוית, כמו גרסאות האחראיות לחיסול מעטפת החוץ החיצונית של teosinte.
ממצאים אלה, לדברי קיסטלר, היו מפתיעים. עד שהגביעות הגיעו לרצפת המערה העתיקה, התירס כבר נסע הרבה מעבר למקסיקו, ועובד בדרום מערב האמזונס במשך כ -1, 500 שנה. בסיפור האבולוציוני של הדגן, במילים אחרות, נראה היה כיוון לשני דרכים שונות.
"יש לך את הפרדוקס הזה, חוסר ההתאמה הזה, שבו כבר תורסים תירס ברציפות באזורים באמזונס במשך אלפי שנים, ואז זה עדיין לא גמור לביות במרכז המוצא, " מסביר קיסטלר. "כדי ליישב את הארכיאולוגיה והגנטיקה ... היינו צריכים לחשוב על מודל ביות חדש."
אז, קיסלר וחבריו החוקרים החליטו לעיין מקרוב ב- DNA של תירס - ומה שמצאו מרמז כי בעוד הביות של teosinte אכן החל במקסיקו,
אסור לנו לחשוב על ביות תירס כאירוע נפרד. במקום זאת, התפתחות הדגן הייתה תהליך ארוך ומפותל, כאשר השלבים הסופיים של ביותו התרחשו לא פעם, יותר ממקום אחד.
המחקר החדש ניתח את הגנום של יותר ממאה זנים של תירס מודרני, כ -40 מהם הוקמו על ידי החוקרים. הצוות בדק גם את ה- DNA של 11 צמחים קדומים. כאשר מיפו את הקשרים הגנטיים בין הדגימות, גילו החוקרים כמה שושלות מובחנות, שלכל אחת מהן קשר ייחודי משלהם לטוסינט. באופן משמעותי ביותר, התוצאות חשפו כי למרות שביית התירס החלה בבריכת גנים גדולה אחת במקסיקו, התבואה הובלה במקום אחר לפני הליך הביות.
"מצאנו בגנום ראיות לכך שתירס דרום אמריקאי מקורו למעשה באחד משושלות חצי-ביתיות אלה", אומר קיסטלר. "היו לך ההתפתחויות המקבילות האלה שקרות באזורים שונים של אמריקה, עם קבוצות שונות של אנשים."
היה, על פי המחקר, גל גדול של תנועת "פרוטו-תירס" ממקסיקו לדרום אמריקה. נראה כי התירס המבוית בחלקו נחת בדרום מערב האמזונס, שהיה כבר נקודה חמה לביות צמחים אחרים, כולל אורז, דלעת וקאסאבה. קיסטלר משער כי תירס אומץ למנהגי החקלאות שם, מה שמאפשר לתהליך הביות סיכוי להיכן במקום בו הפסיק. יתכן, אם כי לא בטוח, שהתירס במיקום חדש זה התפתח במהירות רבה יותר מאשר תירס במרכז הביות, מה שיסביר מדוע נראה כי הגביעים בני 5, 000 שנה מהמערה במקסיקו נמצאים בשלב ביניים של ביות. בתקופה שבה כבר גידלו תירס באמזונס.
"הסיבה לכך היא שאינך סובל מזרימת גנים מתמדת מאוכלוסיית הבר ... שם התירס הפראי בקצה השדה עתיד לתרום קצת אבקה, " אומר קיסטלר. "זה הולך להאט את היעילות של הבחירה, ואתה לא כמעט יעיל באותה מידה שתצליח להוביל את הבחירה עבור התכונות האלה."
לאחר שדגרה בדרום מערב האמזונס במשך כמה אלפי שנים, התירס המשיך שוב בתנועה, על פי מחברי המחקר - הפעם לאמזונס המזרחית, שם הוא צמח בתוך פריחה כללית של חקלאות שאותם צפו הארכיאולוגים באזור.
תגלית מעניינת נוספת נעוצה בעובדה שתירס מודרני מהרי האנדים ומדרום מערב אמזון קשור קשר הדוק לתירס שגדל במזרח ברזיל, מה שמצביע על תנועה אחרת מזרחה. כך עולה בקנה אחד עם עדויות ארכיאולוגיות - כמו התפשטות של מסורות קרמיות, למשל - המצביעות על כך שאנשים ביבשת אמריקה החלו להתרחב למזרח לפני כאלף שנה, לפי קיסטלר. כיום, למעשה, אנשים הדוברים שפות מקרו-ג'ה בסמוך לחוף האטלנטי של ברזיל משתמשים במילה אמזונית ילידית ל"תירס ".
חלקי הפאזל הגנטי הזה לא התחברו זה לזה בבירור בהתחלה. קיסטלר אמר כי הנתונים הגנומיים שהוא וחבריו החוקרים אספו היו "ממש מבלבלים במשך זמן רב."
"לא יכולנו להכין ראשים או זנבות ממה שראינו עד שהתחלנו לדבר עם מומחים לשוניים, פליאו-אקולוגים וארכיאולוגים, " הוא מרחיב. "ואז זה לחץ."
כמה גילויים נוצרו בצירוף מקרים שמח. בזמן שקיסטלר הציג גרסה מוקדמת של ממצאיו בברזיל בשנה שעברה, פלביאן מלאקיאס קוסטה, סטודנטית לתואר שלישי באוניברסיטת סאו פאולו, הייתה בקהל. היא ציינה כי המפה הגנטית של קיסלר הייתה דומה להפליא להפצת המילה האמזונית לתירס. מאוחר יותר, ג'ונאס גרגוריו דה סוזה ואדוארדו ריביירו, חוקרים מאוניברסיטת אקסטר והמוזיאון להיסטוריה של הטבע, בהתאמה, סייעו בהמשך לקשור מגמה לשונית זו לנוף.
העבודה הקולקטיבית של הצוות "מציבה יפה מודל מפורש בו התירס המשיך להתפתח לאחר שהגיעה לדרום אמריקה", אומר ג'פרי רוס-איברה, מדען צמחים מאוניברסיטת קליפורניה, דייוויס, שחוקר את הגנטיקה האבולוציונית של תירס וטוסינת., אך לא היה מעורב במחקר זה. "אמנם לא ביות שני כשלעצמו, אך הוא מדגיש כי התירס הדרום אמריקני עבר הסתגלות משמעותית במידה מסוימת ללא תירס במקסיקו."
בעיני מייקל בלייק, אנתרופולוג מאוניברסיטת קולומביה הבריטית, שמחקריו מתמקדים במקורותיה ובפיזורם של החקלאות, רצף המחקר של תשעה מפעלים ארכיאולוגיים הוא מרגש במיוחד. "עדיין לא היו לנו הרבה מאוד הקשרים טובים [בדרום אמריקה] שבהם אנו יכולים להשיג דגימות טובות של תירס ארכיאולוגי המתוארכים באופן אמין ו ... שמורים מספיק על מנת שיוכלו להוביל ראיות גנטיות", הוא אומר.
אולם בלייק מציין כי הדגימות העתיקות הללו היו רק בסביבות 1, 000 שנה, וזה "מאוחר למדי בהתפתחות התירס." יש מעט מאוד דגימות תירס ארכיאולוגיות מדרום אמריקה המתוארכות לפני חמש או ששת אלפים שנה, מה שמקשה לקבל תמונה מלאה של התבואה שבוצעה ממקסיקו.
"ייתכן שהאפיון הגנטי עצמו לא יספר הרבה על המורפולוגיה [או על הצורה והמבנה של הצמחים] מכיוון שאיננו יודעים במדויק מהם הקשרים בין היבטי המורפולוגיה לגנים עצמם", מסביר בלייק.
קיסטלר מכיר בכך שיהיה "ממש נחמד" לקבל עדויות ישנות כאלה מדרום אמריקה, אבל הוא גם חושב על העתיד. חשוב להבין כיצד התירס הסתגל לסביבות חדשות בעבר מכיוון שהדגן ממשיך להיות מקור מזון חיוני כיום, אומר קיסטלר. ביות התירס היה עד כה מוצלח מכיוון שמערכת יחסים סימביוטית בין בני אדם לצמח פרחה במשך אלפי שנים; על ידי טיפוח תירס, בני האדם קיבלו מקור מזון אמין ותירס נזרע באופן קבוע בסביבה עשירה בחומרים מזינים.
עם זאת, האקלים שלנו המשתנה במהירות הוא "מגביר מעט את היחסים האלה", מסביר קיסטלר. "לכן חשוב עוד יותר לחשוב במונחים של המגוון הביולוגי והיכן הולכת להגיע ההסתגלות כשמערכת ייצור המזון שלנו מתחילה להגיב בצורה קשה למאפייני אקלים משתנים ברמה גבוהה."
