«Начиная с 1950-х годов мы думали, что бутылочные тыквы плывут через океан из Африки», — сказал Логан Кистлер, исследователь антропологии из Пенсильвании, получивший докторскую степень. «Однако генетическое исследование тыкв 2005 года показало азиатское происхождение».Домашние бутылочные тыквы повсеместно распространены по всему миру в тропических и умеренных зонах, потому что, хотя они и съедобны в молодом возрасте, зрелые плоды являются идеальными легкими, водонепроницаемыми емкостями для перевозки жидкости. Они были популярны в областях либо до появления керамики, либо там, где керамика никогда не развивалась.По словам Кистлера, в исследовании 2005 года рассматривались только маркеры целевых последовательностей, которые оказались неинформативными на уровне популяции. «Теперь мы можем провести секвенирование большой единственной копии области пластидного генома, которая составляет около 86 000 пар оснований ДНК», — добавил он.
В отличие от животных, которые имеют два типа ДНК — ядерную и митохондриальную, клетки растений имеют три типа ДНК — ядерную, митохондриальную и пластидную. Митохондриальная ДНК животных часто используется в генетических исследованиях, потому что она полностью унаследована от матери и изменяется очень медленно, но у растений митохондриальная ДНК склонна к структурным перестройкам, часто неся при этом медленную скорость мутаций.
ДНК, обнаруженная в пластидах, таких как органеллы, которые осуществляют фотосинтез и создают крахмал или пигменты, является лучшим выбором для растений, потому что она не рекомбинирует, но мутирует достаточно быстро для исследований на уровне популяции.Исследователи, которые сообщают о своих результатах в недавнем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences, рассмотрели 36 современных образцов бутылочной тыквы и 9 древних образцов.
Они обнаружили, что все древние бутылочные тыквы из Северной и Южной Америки, которые были протестированы, подпадают под нормальную вариацию африканских бутылочных тыкв, а не азиатских бутылочных тыкв.«Лучшее объяснение этому — то, что они пришли прямо из Африки», — сказал Кистлер. «Однако мы хотели проверить возможность того, что тыквы действительно поплыли из Африки, чтобы сформировать популяции Нового Света».Предыдущие исследования показали, что тыквы действительно плавают в океанах и что после долгих периодов времени в океане у них все еще остаются жизнеспособные семена. Исследователи разработали модель дрейфа океанических течений, которая показала, что дикие африканские тыквы могли просто плыть через Атлантику в позднем плейстоцене.
Они предполагают, что крупные млекопитающие, такие как мамонт, помогли натурализованным популяциям обосноваться в неотропиках, потому что эти крупные млекопитающие, как известно, поедали различных членов семьи, в том числе тыквы. Семена найдены в древних отложениях навоза крупных млекопитающих.
Бутылочные тыквы в Африке сегодня существуют в основном в одомашненном виде, с небольшими популяциями дикого сорта в Кении и Зимбабве. В модели дрейфа океана исследователи рассмотрели реалистичные, нереалистично консервативные и оптимистичные сценарии.
Они разделили западное побережье Африки по широте и смоделировали 12 лет выпуска тыкв, когда одна тыква в месяц попадала в океан в каждом делении широты. Самый короткий срок доставки тыквы составлял 100 дней, а среднее время доставки — около девяти месяцев.По мнению исследователей, вполне возможно, что тыквы действительно часто пересекали Атлантический океан.
Особенно это касается тыкв, произрастающих у рек, впадающих в океан.«Это была не одна тыква, которая привела к появлению всех тыкв Нового Света», — сказал Кистлер. «Популяции появились во Флориде и Мексике около 10 000 лет назад, а в Центральной Америке — немного позже».