ホンジュラスのエル ヒガンテ ロック シェルター サイトにある、およそ 2,000 年前のトウモロコシの穂軸 3 つ。これらのトウモロコシの穂軸は、国際的な科学者チームによって遺伝的に分析されました。全米科学アカデミー議事録の 12 月 14 日号で、スミソニアン国立自然史博物館の考古ゲノミクスと考古植物学の学芸員であるローガン・キスラーと国際協力チームが、およそ 2,000 の 3 つの完全に配列決定されたゲノムを報告しています。ホンジュラスのエル ヒガンテ ロック シェルターからの 1 歳の穂軸。 3 つのゲノムの分析により、中央アメリカのトウモロコシのこれらの数千年前の品種が南米の祖先を持っていたことが明らかになり、トウモロコシの栽培化の歴史の新たな複雑な物語に新たな章が追加されました。この地域でのトウモロコシの栽培化に関する最近の研究と合わせて考えると、これらの最新の発見は、中央アメリカで約 4,000 年前にトウモロコシの栽培化に何か重大なことが起こった可能性があり、南アメリカからの遺伝的多様性の注入があった可能性があることを示唆しています。それと何か関係があります。クレジット:Thomas Harper
ホンジュラスにある 2,000 年前の 3 つの穂軸は、人々がトウモロコシの品種をメソアメリカに持ち帰ったことを示しています。これにより、生産性が向上し、文明が形成された可能性があります。
約 9,000 年前には、今日知られているトウモロコシは存在しませんでした。メキシコ南西部の古代の人々は、テオシンテと呼ばれる野草に遭遇しました。テオシンテは、小指よりも小さい耳と、ほんの一握りの石の実を提供しました。しかし、天才的または必要に迫られて、これらの先住民の耕作者は穀物に可能性を見出し、それを自分たちの食事に加え、今や何十億もの人々を養う栽培作物になる道を歩み始めました.
とうもろこし、またはトウモロコシが現代の生活にどれほど重要であるかにもかかわらず、空間と時間の旅の理解には穴が残っています.現在、スミソニアンの研究者が共同で率いるチームは、古代の DNA を使用してこれらのギャップのいくつかを埋めています。
とうもろこしの 9,000 年の歴史の詳細を明らかにする新しい研究は、古代 DNA の基礎研究が、他の方法ではアクセスできない人類の歴史への洞察をもたらす方法の代表的な例である、と共同主執筆者で考古ゲノム学のキュレーターであるローガン・キスラーは述べた。スミソニアン国立自然史博物館での考古学と考古学。
「家畜化 — 何千年にもわたる野生植物の進化が今日の私たちを養う作物へと進化すること — は間違いなく人類の歴史の中で最も重要なプロセスであり、トウモロコシは現在地球上で栽培されている最も重要な作物の 1 つです」と Kistler 氏は述べています。 「家畜化の進化的および文化的背景について理解を深めることで、私たちが完全に依存しているこの食物と、私たちが知っている文明を形成する上でのその役割についての貴重な情報を得ることができます。」
ホンジュラスのエル・ヒガンテの岩石シェルターで発見された、さまざまな年齢のトウモロコシの穂軸の詰め合わせ。クレジット:Thomas Harper
2020 年 12 月 14 日発行の雑誌 Proceedings of the National Academy of Sciences 、Kistler および共同研究者の国際的なチームは、ホンジュラスの El Gigante ロック シェルターからの 3 つの約 2,000 年前の穂軸の完全に配列決定されたゲノムを報告します。 3 つのゲノムの分析により、中央アメリカのトウモロコシのこれらの数千年前の品種が南米の祖先を持っていたことが明らかになり、トウモロコシの栽培化の歴史の新たな複雑な物語に新しい章が追加されました.
「私たちは、人間がトウモロコシを南アメリカからメキシコの家畜化センターに運んでいたことを示しています」とキスラーは言いました。 「これは、レジリエンスを追加したり、生産性を向上させたりする可能性のある遺伝的多様性の注入を提供したでしょう.また、栽培化と作物改良のプロセスがただ一直線に進んでいるわけではないことも強調しています。」
人間は、約 9,000 年前にメキシコで最初にトウモロコシの野生の祖先であるテオシンテを選択的に繁殖させ始めましたが、部分的に家畜化された作物の品種は、それぞれさらに 1,500 年と 2,000 年の間、残りの中央アメリカと南アメリカに到達しませんでした。
長年にわたり、学者の間では、とうもろこしはまずメキシコで完全に栽培化され、その後他の場所に広まったという従来の考え方がありました。しかし、メキシコで見つかった 5,000 年前の穂軸が部分的にしか栽培化されていないことが判明した後、学者たちは、この考えがトウモロコシの栽培化の全貌を捉えているかどうかを再考し始めました.
その後、Kistler が主導した画期的な 2018 年の研究で、科学者は古代の DNA を使用して、テオシンテの家畜化への最初のステップはメキシコで発生しましたが、人々が最初にそれを南中南米に運び始めたとき、そのプロセスはまだ完了していなかったことを示しました。これら 3 つの地域のそれぞれで、家畜化と作物改良のプロセスは並行して進んでいましたが、速度は異なっていました。
ホンジュラスのエル・ヒガンテの岩石シェルターで発見された、さまざまな年齢のトウモロコシの穂軸の詰め合わせ。科学者がエル ギガンテ ロック シェルターで完全に栽培化され、生産性の高い品種である 4,300 年前のトウモロコシの残骸を最初に発見した後、研究チームはその場所を取り囲む考古学的地層を調査し、他の穂軸、穀粒、または遺伝物質を生成する可能性のあるものを探しました。 .彼らはまた、サイトの 4,300 年前のトウモロコシのサンプルのいくつかの配列決定に向けて作業を開始しました。これは、El Gigante での作物の最も古い痕跡です。チームは 2 年以上にわたって 30 のサンプルのシーケンスを試みましたが、完全なゲノムのシーケンスに適した品質のものは 3 つだけでした。実行可能な 3 つのサンプルはすべて、2,300 年から 1,900 年前の岩石シェルターの占有のより新しい層からのものであり、ホンジュラスのロックシェルターからの 3 つのサンプルと南アメリカからのトウモロコシ品種との間の遺伝的重複が明らかになりました。全米科学アカデミー議事録の 12 月 14 日号で、スミソニアン国立自然史博物館の考古ゲノミクスと考古植物学の学芸員であるローガン・キスラーと国際協力チームが、およそ 2,000 の 3 つの完全に配列決定されたゲノムを報告しています。ホンジュラスのエル ヒガンテ ロック シェルターからの 1 歳の穂軸。 3 つのゲノムの分析により、中央アメリカのトウモロコシのこれらの数千年前の品種が南米の祖先を持っていたことが明らかになり、トウモロコシの栽培化の歴史の新たな複雑な物語に新たな章が追加されました。クレジット:Thomas Harper
このより豊かで複雑な家畜化の物語の詳細に焦点を合わせようとする以前の取り組みで、キスラーを含む科学者チームは、中央アメリカのエル ヒガンテ ロック シェルター サイトからの 4,300 年前のトウモロコシの残骸が、完全に家畜化され、生産性の高い品種
メキシコで部分的に栽培化されたトウモロコシが発見された場所からそう遠くない地域で、El Gigante で完全に栽培化されたトウモロコシが共存しているのを見つけて驚いたキスラーとプロジェクトの共同リーダーであるカリフォルニア大学サンタバーバラ校の人類学者である Douglas Kennett は、チームを組んで遺伝的にエル ギガンテ コーンの原産地を特定します。
「エル ヒガンテ ロック シェルターは、過去 11,000 年にわたる保存状態の良い植物の遺物が含まれているため、注目に値します」とケネット氏は述べています。 「穂軸全体から茎や葉の断片まで、10,000 を超えるトウモロコシの残骸が確認されています。これらの遺跡の多くは年代が遅いですが、大規模な放射性炭素研究を通じて、4,300 年前のものを特定することができました。」
彼らは、エル ギガンテのロック シェルターを取り囲む考古学的地層を調べて、穂軸、穀粒、またはその他の遺伝物質を生成する可能性のあるものを探しました。エルギガンテ。
チームは 2 年以上にわたって 30 のサンプルのシーケンスを試みましたが、完全なゲノムのシーケンスに適した品質のものは 3 つだけでした。実行可能な 3 つのサンプルはすべて、2,300 から 1,900 年前の年代測定された岩のシェルターの占有層の最近の層からのものでした。
El Gigante からのトウモロコシの 3 つのシーケンスされたゲノムを使用して、研究者は、古代のトウモロコシの穂軸と種子に由来する 12 を含む、さまざまなトウモロコシ品種の 121 の公開されたゲノムのパネルに対してそれらを分析しました。比較により、ホンジュラスのロック シェルターからの 3 つのサンプルと南アメリカからのトウモロコシ品種との間の遺伝的重複の断片が明らかになりました。
「南アメリカとの遺伝的つながりは微妙ですが、一貫していました」とキスラーは言いました。 「さまざまな方法とサンプル組成を使用して何度も分析を繰り返しましたが、同じ結果が得られました。」
Kistler、Kennett、およびテキサス A&M 大学、ペンシルバニア州立大学、英国のフランシス クリック研究所、ウォリック大学などの共同研究機関の共著者らは、これらの南米の品種が中央アメリカに再導入される可能性があるという仮説を立てています。
この結果は、約 2,000 年前のエル ヒガンテ トウモロコシのサンプルのみをカバーしていますが、キスラー氏によると、約 4,000 年前の層からの穂軸の形状と構造は、それらが彼と彼の共著者が行ったものとほぼ同じくらい生産的であったことを示唆しています。シーケンス可能。キスラーにとって、これは、エル ヒガンテでこれらの考古学的層を分離する約 2,000 年の間にではなく、大規模な作物の改善が発生した可能性が高いことを意味します。チームはさらに、南アメリカのトウモロコシの品種とその遺伝子が、おそらく少なくとも 4,300 年前に導入されたことが、この地域のトウモロコシの生産性と、住んでいた人々の食事におけるトウモロコシの普及を増加させた可能性があるという仮説を立てています。ケネットが主導した最近の研究で発見されたように、より広い地域で.
「中央アメリカでの複数の研究から得られたデータの合流点が見え始めており、トウモロコシは 4,700 年から 4,000 年前の間に食事の重要性が増した、より生産性の高い主食作物になりつつあったことを示しています」と Kennett 氏は述べています。
Kennett の最近の研究と合わせると、これらの最新の調査結果は、中央アメリカで約 4,000 年前にトウモロコシの栽培化に何か重大なことが起こった可能性があり、南アメリカからの遺伝的多様性の注入がそれと関係がある可能性があることを示唆しています。この提案されたタイミングは、最終的にアメリカ大陸、オルメカ、マヤ、テオティワカン、アステカで偉大な文明を生み出したメソアメリカで最初に定住した農業共同体の出現とも一致していますが、キスラーはこの考えがまだに追いやられていることを指摘するために急いでいます推測。
「4,000 年前に正確に何が起こったのか、詳細を掘り下げるのが待ちきれません」と Kistler 氏は述べています。 「遺伝子解析されていないトウモロコシの考古学的サンプルが非常に多くあります。これらのサンプルをさらにテストし始めれば、南アメリカの品種の再導入がどれほど重要であったかについて、これらの長引く疑問に答え始めることができます。」
参考文献:「考古学的な中央アメリカのトウモロコシのゲノムは、南アメリカからの古代の遺伝子の流れを示唆している」Logan Kistler、Heather B. Thakar、Amber M. VanDerwarker、Alejandra Domic、Anders Bergström、Richard J. George、Thomas K. Harper、Robin G. Allaby 著、Kenneth Hirth および Douglas J. Kennett、2020 年 12 月 14 日、全米科学アカデミー紀要 .
DOI:10.1073/pnas.2015560117
この研究に対する資金提供と支援は、スミソニアン、国立科学財団、ペンシルバニア州立大学、およびフランシス クリック研究所によって提供されました。
