Доисторическая генная инженерия: брокколи, бананы и другие плоды, которые появились благодаря таланту генетиков прошлых эпох

ГМО-продукты питания могут показаться современным явлением, ставшим возможным исключительно в наши дни - и благодаря тому, что в мире появились хорошо финансируемые лаборатории, стало известно об анализе генома. Но есть один важный факт: большая часть потребителей просто не понимает, что огромная часть знакомых нам культур уже была генетически модифицирована. И произошло это тысячи лет назад! Почти во всех случаях наши любимые фрукты и овощи были изменены таким образом, что стали принципиально отличаться от своих диких - и совершенно несъедобных - предков.

Миндальные орехи

Миндаль, которым мы можем полакомится сегодня, - это одомашненная разновидность, полученная сразу из нескольких видов дикого миндаля. При этом стоит отметить, что все эти разновидности - довольно горькие, а в их состав входит на самом деле смертельное количество цианида. Все дело в том, говорят ученые, что в условиях дикой природы миндальные деревья способны производить сахаристое соединение и фермент, которые неизбежно объединяются в цианид, когда съедобные части растения пережевываются.

Идентичность конкретных штаммов, используемых для создания современного миндаля, неизвестна. Однако ясно, что люди на протяжении многих лет отбирали, а затем скрещивали наиболее сладкие сорта горького миндаля. Процесс селекции продолжался до тех пор, пока не удалось получить съедобные орехи. Это можно назвать самым настоящим подвигом, учитывая, что съедение дюжины или около того токсичных видов убило бы того, кто имел задачу тестирования новейших культур. К счастью, та мутация, благодаря которой прекращается производство цианида, доминирующая, а потому миндаль быстро стал совершенно безопасным - и невероятно вкусным лакомством.

Арбуз

Современный арбуз является одним из наиболее измененных фруктов в истории человечества. Африканцы южнее Сахары создали первые одомашненные сорта, которые появились в больших размерах и разных цветах. После появления этого фрукта в Азии и Европе он стал значительно мясистее, слаще и крупнее.

По сравнению с оригинальными арбузами, произрастающими в условиях дикой природы, которые состояли по большей части из крупных семян и весили всего 80 граммов, нынешние арбузы в результате селекции на 91,5 % состоят из воды и весят от двух до восьми килограммов - впрочем, встречаются и экземпляры больше. Аппетитный красный цвет плодов также является относительно новым. Это вызвано перепроизводством соединения ликопина. Анализ генома сладкой ягоды также показывает: процесс одомашнивания существенно снизил естественную устойчивость растения к болезням. Сегодня люди все еще модифицируют их, в основном для восстановления и последующего улучшения естественных иммунных функций.

Брокколи и цветная капуста

Интересный факт: брокколи попросту не существует в дикой природе. Как, впрочем, цветной и брюссельской капусты и некоторых других видов. Все эти растения - результат человеческой деятельности, генной инженерии, и все они принадлежат к одному и тому же виду. Эти культуры являются искусственно выведенными вариациями горчичного растения Brassica oleracea. В своем диком виде это растение дает несколько крупных листьев, а также пучки небольших цветков желтого оттенка. Разнообразные подвиды создаются путем модификации экспрессии генов, управляющих тем, как растение растет.

В брокколи цветочные кластеры, которые когда-то цвели в дикой природе, были расширены в облачковидную структуру из многих закрытых почек. В цветной капусте белая головка состоит из мутантных недифференцированных клеток. Одним из наиболее ярких примеров уникальных структур у этого вида является брокколи Romanesco: единственный модифицированный бутон состоит из все более мелких почек, образуя четкий логарифмический спиральный узор.

Бананы

Похоже, что бананы были практически разработаны для нас, приматов: они мягкие, без косточек, специально сделанные для захвата нашей руки, и даже растут с язычком для легкого открытия. На самом деле, бананы дикого типа в основном несъедобны, а фрукты, которые мы едим сегодня, полностью отличаются - из-за генетических модификаций. Бананы дикого типа, которые являются крошечными, жесткими и наполненными семенами, иногда производят мутантные варианты без семян. Люди играли с этой специфической мутацией в течение по крайней мере 6,5 тысяч лет, чтобы произвести все сорта бессемянных бананов, доступных сегодня.

Кукуруза

Вы будете удивлены, но предок современной кукурузы - это трава, известная нам сегодня как теосинте. Еще десять тысяч лет назад древние мезоамериканцы начали разведение этого вида. Постепенно они произвели растение, не похожее ни на одно другое в мире. Эти мягкие крахмалистые растения неожиданно и таинственно появились в археологических записях; секреты их развития были открыты лишь недавно с помощью молекулярно-генетического анализа. Самое главное изменение подавляло ветвление стеблей. В результате данное растение производит меньшее количество колосьев, зато эти колосья огромны, имеют длинные ряды ядер. Что еще более странно, геном этого растения почти не изменился во время его одомашнивания. Разница между древней и современной версиями составляет всего пять генов.

Тыква

Тыквы и кабачки являются культивируемыми формами крошечных древних растений. Все они происходят из рода Cucurbita. Эксперты говорят: этот род стал одной из самых важных групп растений для потребления человеком. Как и кукуруза, тыквы были одомашнены в Америке по крайней мере семь тысяч лет назад. Древние сорта были небольшими, с чрезвычайно горькой мякотью и небольшим количеством семян. В какой-то момент люди начали попытки вывести овощи, способные произвести больше семян. Позднее внимания стало уделяться созданию различных форм, размеров и типов мякоти.

Тыквы родом из Северной Америки и не имеют известного нам сегодня дикого сорта, который все еще существует. Задолго до их одомашнивания, а именно около 14 000 лет назад, когда люди впервые прибыли на континент, ранние сорта тыквы почти вымерли. По-видимому, люди сначала использовали эти тыквы в качестве контейнеров, а уже потом начали использовать их в качестве источников пищи.

Клубника

Ароматная, яркая, сладкая, сочная клубника - это совсем недавнее творение. Крошечные "предки" этих ягод люди собирали еще во времена ледникового периода на Британских островах. Однако та клубника, вкусом которой мы наслаждаемся сегодня, была выращена совсем недавно, в 1750-х годах. После десятилетий проб и ошибок садовая земляника была создана во Франции путем скрещивания этого растения с дикими ягодами из Америки. Ну, а современный тип клубники, говорят ученые, появился совершенно случайно во время экспериментов в 1806 году.

Авокадо

Дикие авокадо были заключены в твердую кожуру. Более того, плоды были настолько малы, что могли бы поместиться в центре вашей ладони! Мякоть была не сливочной, а рассыпчатой, к тому же ее было очень мало - большую часть авокадо занимала косточка. В течение большей части времени в качестве одомашненной культура, авокадо оставались неизменными - из-за своего статуса священного растения в тропической Мезоамерике.

Кофе

Кофейное зерно - это еще одно недавно открытое и культивируемое растение. Он попал в этот список не потому, что дикая форма была принципиально изменена, а потому, что есть так много сортов, созданных исключительно для удовлетворения наших потребностей в новых вкусах.

Впервые выращенное в Индии в 1600-х годах, это африканское растение теперь поставляется в нескольких десятках сортов и сортов и продолжает развиваться вместе с нашей цивилизацией. Даже не рассматривая разновидности внутри каждого вида, можно сказать, что в настоящее время существует около 10 различных видов кофейных растений. Вам нужен менее горький кофе? Еще менее горький? Слегка маслянистый? Не содержащий кофеина? Есть множество вариантов! Известные нам современные сорта были генетически модифицированы. И все они происходят от древней фасоли, которая, по мнению ученых, сама по себе является гибридом весьма загадочного происхождения.

Пшеница

Выращивание такой культуры, как пшеница началось невероятно давно. Фактически, начало самой человеческой цивилизации пришлось на то время, когда первобытные люди от кочевого, охотно-собирательского образа жизни перешли к земледельческому. Пшеница, отмечают исследователи, была. пожалуй, первой и наиболее важной культурой, выращенной в это время, и первые человеческие поселения собирались вокруг районов, где можно было выращивать эту пищу.

Поначалу доисторический человек довольствовался тем, что собирал случайные семена диких трав. Но вскоре (еще до того, как люди начали делать керамику) они начали собирать растения с участков, где было больше семян, чтобы высаживать их дома. Конечные изменения в размере семян и питательной ценности были достигнуты, но самый важный признак, который нам удалось вытянуть из генома, - это так называемая нераскрываемость. Обычно стручки, содержащие съедобные части этих растений, раскрывались, семена рассыпались по земле. Благодаря доисторическому искусственному отбору этот признак был устранен, и наши предки смогли собрать урожай растения, сохранив все его семена нетронутыми.