5000 yıllık koçanlar ve mısırın evcilleştirilmesi

Teosinte (Mısırın eski hali olan bir çeşit ot) ‘den yemek yapmak kolay değildi. Her bir koçan, serçe parmağınızdan bile kısaydı ve kaya gibi sert kabuklara sarılmış yaklaşık 12 mısır tanesine sahipti. Ancak evcilleştirmenin gücünü bir örnekle gösterecek olursak, yaklaşık 9000 yıl önce Meksika ve ABD’nin güney batısındaki insanlar teosinteyi bugün milyonlarca insanın yediği çok taneli mısıra dönüştürdüler.

Araştırmacılar bu dönüşümdeki bir miktar geni zaten tespit etmişlerdi. Şimdi ise, iki bağımsız araştırma grubunun antik DNA üzerinde yaptığı çalışmalar, yaklaşık 5000 yıl önce bitkinin genlerindeki bu dönüşümde neler olduğunu gösteriyor. Aynı zamanda, insanların tercih ettikleri özellikleri ve bu bitkiyi seçtiklerinde genetiklerin zamanla nasıl geliştiğini de tam anlamıyla ortaya koyuyor.

Bu çalışmaya dahil olmayan Michael Blake: (Kanada-Vancouver’deki İngiliz Colombia Üniversitesi’nden bir antropolog) ‘’Bu sonuçlar, ilk zamanlarda bildiğimiz şeylere olan odağımızı daha da arttırıyor. Sonuçlar, mısırın evcilleştirmesindeki ileri gelişmeleri anlamamızda ve insanların o zamanda neleri seçtiklerini görmemizde yardımcı etkilere sahip.’’

Mısırın evcilleştirmesine dair ilk iddialar, 1960’larda saygın Amerikalı arkeolog Richard MacNeish, eski Mezoamerikan tarımının merkezi olan Meksika Tehuacan Vadisi’ndeki mağaraları kazdığında başladı. MacNeish, orada karanlık ve kuru ortamda küçük, iyi muhafaza edilmiş mısır koçanlarına rastladı. Bu koçanlar yaklaşık olarak 5300 yıllıktı ve günümüzdeki mısırlara kıyasla her birinde sadece 50 mısır tanesi bulunuyordu. (Günümüzdeki mısırlarda bu sayı 1000’dir.)

Neredeyse 60 yıl sonra, modern dizilime araçlarının ortaya çıkmasının ardından, Meksika Irapuato’daki Biyolojik Çeşitlilik Genom Laboratuarı Araştırma ve İleri Çalışmalar Merkezi’nden genetikçi Jean Philippe Vielle-Calzada ve meslektaşları, hangi genlerin eski yetiştiriciler tarafından bilmeden seçildiğini öğrenmek istedi. Fakat Viella-Calzade, şu anda müzelerde bulunan MacNeish’in örneklerinin taşınırken zarar görmüş olması ya da uygunsuz depolanmış olmasından şüphelendi. Bu yüzden ekibiyle birlikte Tehuacan Vadisi’ndeki mağaralara geri dönmeye karar verdi. MacNeish hayatını kaybettiği için eski öğrencilerinden Angel Garcia Cook çalışmalara rehberlik etti. Vielle-Calzada: ‘’Tüm haritalara sahipti, nerelerin kazılacağını biliyordu. 73 yaşında bizimle mağaralara geri döndü. İlk gidişinde ise 21 yaşındaydı.’’

Ekip, San Marcos mağarasından çıkarılan 5000 yıllık yeni örnekleri ortaya çıkardı. DNA’yı özütleyip dizilim için kısa parçalara bölerek saçma yöntemini üç koçana da uyguladılar. Bilgisayar yazılımı daha sonra bu DNA parçalarını yeniden birleştirdi en sonunda ise eski mısır genomunun %35’inden fazlasını yeniden oluşturdu.

Vielle-Calzada’nın ekibi, bu hafta Ulusal Bilimler Akademisi’nin Bildirisi’nde yazdıkları gibi, temel özellikleri etkileyen sekiz gen tespit etti. Mısır koçanları, daha kolay hasat edilmesi için bitkilerin dallanmasını kolaylaştıran modern tb1, mısır tanelerinin nişasta içeriğini ve tadını arttırmaya yardımcı olan bt2 varyantını taşıyordu. Ancak koçanlarda, sert kabuklardaki taneleri kaplayan tga1 varyantı da bulunuyordu. Bu da evcilleştirmenin kısmi olduğunu gösteriyor.

Bu arada, Kopenhag Üniversitesi’nden arkeolog Nathan Wales ve meslektaşları, MacNeish’in orijinal örneklerini keşfettiler; bu örnekler, Massachusetts’teki Andover’de bir müzede 60 yıldır korunuyordu. Wales ve meslektaşları, Tehuacan162 adında 5300 yıllık bir koçanın genomunda saçma (shotgun) dizileme yöntemini kullandı.

Wales’in ekibi bu koçanın genomunun % 21’ini sıralamayı başardı. Sonuçlar ise onaylanıp Vielle-Calzada’nın ekibinin bulduğu sonuçlarla birleştirildi. Geçtiğimiz hafta Current Biology’de çıkan makalede belirtildiği gibi, müzedeki koçanlar modern oftd1 ve bt2 varyantlarına da sahip. Ancak Tehuacan162, sert kabuklardan taneleri kısmen ortaya çıkaran bu şekilde daha kolay yenmesini sağlayan tga1 geninin daha modern bir varyantına sahip.

Ayrıca Wales’in ekibi Meksika ekibinin göremediği bir teosinte geni buldu: zagl1. Bu gen, tanelerin koçandan çok kolay düşmesine neden oluyor. Bu da tohumların yayılmasından dolayı vahşi bitkiler için çok iyi fakat onları hasat etmeye çalışan insanoğlu için kötü bir durum. Araştırmacılara göre, bu farklılıklar Tehuacan162’nin farklı bir mısır populasyonundan geldiğine ve vadide hala evcilleştirme uygulamasının yapıldığına işaret.

Vielle-Calzada ekiplerin benzer sonuçları karşısında şok oldu.’’Sonuçların bu kadar yakın olduğunu gördüğümde çok şaşırdım. Bu, antik DNA’dan iyi veriler almanın zor olduğu paleo-genomiklerde alışılmadık ve kesinlikle cesaret verici bir şey.’’

Robert Hard (San Antonio’daki Texas Üniversitesi’nde bir arkeolog): “Bu çalışmaların birbirlerini desteklemesi gerçekten dikkat çekici ve gelecekteki dizilimin daha fazla ayrıntıyı doldurabileceğine işaret ediyor.’’ Mısırın geçmişteki kuraklıklara ve hastalıklara adapte olmasını sağlayan belli özelliklerin onu gelecekteki hastalıklardan kurtarabileceği bilgisini de ekleyen Blake, ‘’Mısırın dönüşümündeki önemi anlamak gerçekten çok önemli’’ dedi.

Kaynak: sciencemag
Çeviren: Özge Sertbaş