Растения, скрещенные 1 млн лет назад, дали начало одному из самых популярных напитков в мире

Фото: pixabay.com

Примерно 60% мировых запасов кофе производится из растений Coffea arabica (аравийское кофейное дерево или просто арабика), которые растут в тропических регионах по всему миру. Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature Genetics выяснили, когда впервые появилось изначально это растение и где именно это произошло. Оказалось, что за появлением этих растений стоят два других вида, пишет Live Science.

Ученые использовали метод геномного моделирования и выяснили, что кофейное дерево Coffea arabica возникло в результате естественной гибридизации двух других видов кофейных деревьев: Coffea eugenioides и Coffea canephora. В результате гибридизации был получен полиплоидный геном, то есть каждое потомство содержит два набора хромосом от каждого родителя. Возможно, это дало Coffea arabica преимущество в выживании, позволившее растению процветать. Ученые считают, что первоначальное растение, которое обеспечивает 60% мировых запасов кофе появилось в период между 600 тысяч и 1 млн лет назад в лесах Эфиопии (Африка).

По словам ученых, част предполагается, что событие гибридной полиплоидии может дать немедленное эволюционное преимущество, учитывая то, что два набора хромосом, а значит и два полных набора генов, наследуются сразу после этого. Но бывает так, что дублированные гены теряются в двух половинах генома полиплоида, но всегда наблюдается чистый прирост числа генов и, следовательно, возможно, большая способность адаптироваться к новой среде.

Ученые рассчитали частоту мутаций генов растений и превратили их в календарные годы и считают, что их оценки времени появления Coffea arabica достаточно точные, учитывая огромный временной диапазон. Ученые использовали генетическую информацию из 41 образца Coffea arabica из разных мест, включая образец 18-го века.Независимо от того, когда появилось это кофейное дерево, гибридный геном позволил растению процветать, что дало возможность выращивать его по всему миру.

Изначально считалось, что арабику выращивали люди в Эфиопии, а затем продавали на Ближний Восток, где к 15 веку этот вид кофе стал широко известным напитком. Нидерландские торговцы начали выращивать это растение и в других регионах. Впервые они посадили арабику на острове Ява в 1699 году, а в 1706 году один экземпляр отправили в ботанический сад в Амстердаме.

Затем нидерландские и французские колонисты перевезли саженцы кофейного дерева в 18 веке в колонии по всему миру. Потомство исходных растений известно, как Типика, а мутация, произошедшая на острове Реюньон, привела к появлению другой формы, названной Бурбон. Большинство современных растений Coffea arabica происходят от этих двух генетических линий. Хотя полиплоидная природа генома, возможно, дала растению Coffea arabica некоторые преимущества, она также сделала ее уязвимой к болезням, особенно к кофейной ржавчине.

В 1927 году кофейное дерево Coffea arabica естественным образом скрестилось с одним из своих родительских видов, Coffea canephora, на острове Тимор. В результате был создан более устойчивый к кофейной ржавчине сорт кофе, но качество зерен признали более худшим, чем у сортов арабика или робуста (еще одно название растения Coffea canephora).

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform