Элис Робертс - Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир

С4-фотосинтез не просто более эффективен в части использования молекул воды – полезная адаптация для обитателей засушливых регионов, – растение больше поглощает более тяжелый стабильный изотоп 13С. В связи с этим С4-растения достаточно богаты стабильным тяжелым углеродом. Если животное потребляет большое количество С4-растений, включая, например, корневища и «клубни» осоковых, то его организм, в том числе кости, обогащается изотопом 13С.

Антропологи нашли полезное применение разнице между С3-растениями и С4-растениями. В рационе шимпанзе преобладают лиственные С3-растения, поэтому в костях особей этого вида не обнаруживается повышенное содержание изотопа 13С. Наши древние предки гоминины, примерно 4,5 миллиона лет назад, вероятно, тоже придерживались подобной диеты из С3-растений. В период от 4 до 1 миллиона лет назад климат постоянно менялся, но ландшафты, в которых обитали наши предки, становились все более сухими и все больше покрывались травой. Около 3,5 миллиона лет назад, насколько нам известно, они питались как С3-растениями, так и С4-растениями, и, возможно, к последним относились растения с богатыми крахмалом корнями и клубнями. Поедание этой скрытой под землей, но повсеместно распространенной пищи, вероятно, позволяло древним человеческим популяциям расти и процветать в новых условиях, включая изменчивую и непредсказуемую среду обитания.

Затем, 2,5 миллиона лет назад, среди гоминин произошел раскол. Некоторые виды – по любопытному совпадению, как раз те, у кого были особенно прочные зубы и челюсти, – перешли исключительно на С4-растения (траву, семена, корневища осоки, в зависимости от сезона). В то же время другие виды гоминин, включая первых представителей нашего с вами рода Homo , продолжали сочетать в рационе С 3-растения и С4-растения.

Несмотря на то что часто утверждают, будто бы именно регулярное употребление мяса обеспечило достаточный объем энергии для развития у наших предков более крупного мозга, некоторые исследователи недавно предложили обратить внимание на роль растительной пищи – и особенно богатых крахмалом частей растений, к примеру клубней. Предположительно, два ключевых события – одно связано с развитием культуры, второе – с изменениями в геноме – помогли перейти к использованию заключенной в крахмале энергии. Событием, связанным с развитием культуры, стало появление термической обработки пищи, с изменением в геноме – увеличение количества копий гена, кодирующего фермент слюны, расщепляющий крахмал. Известно, что мультипликация этого гена произошла чуть менее миллиона лет назад. Амилаза слюны лучше воздействует на термически обработанный, а не на сырой крахмал, поэтому увеличение числа копий гена могло произойти сразу после того, как человек научился готовить пищу. Согласно археологическим данным, люди стали использовать огонь 1,6 миллиона лет назад, а возраст самых старых подтвержденных следов очагов составляет около 780 000 лет. Сочетание нового способа обработки пищи и большого количества амилазы слюны могло обеспечить достаточное поступление энергии – в виде готовой к использованию глюкозы – для увеличения размеров человеческого мозга. И конечно, подобное приспособление к богатой крахмалом пище развилось и у собак. Хотя у собак амилаза в слюне отсутствует, у них этот расщепляющий крахмал фермент вырабатывается поджелудочной железой, и многие собаки обладают множеством копий гена панкреатической амилазы.

Насколько нам известно, более чем 3 миллиона лет наши предки изготавливали и использовали каменные орудия. Их можно было применять для разделывания животной и растительной пищи. В археологических памятниках не хватает одного элемента – органических останков. Поэтому мы не знаем, когда именно наши предки стали использовать палки-копалки. Но как только человек изобрел это простое орудие, он смог добывать подземное сокровище – надежный продукт, который для многих охотников-собирателей впоследствии станет базовым, запасным источником пропитания.

Одно ясно – к моменту поселения людей в Монте-Верде их предки уже давно привыкли питаться корнями и клубнями, добытыми с помощью палок-копалок. Употребление в пищу дикого картофеля – лишь более позднее местное проявление этого древнего поведения.

Но когда – и где – картофель перестали просто собирать и стали выращивать как пищевую культуру?

Чилийский дикий картофель, Solanum maglia, – это красивое растение с белыми цветками и мелкими красноватыми клубнями менее 4 см в диаметре, предпочитающее в качестве мест обитания влажные ущелья и края низменных болот неподалеку от побережья в Центральном Чили. Наименование вида происходит из языка мапуче, коренного народа Центрального Чили, называющего картофель malla . Чарлз Дарвин впервые увидел эти растения в 1835 году, во время путешествия на борту «Бигля». Ученому было известно, что исследователь Александр Гумбольдт уже описывал этот дикорастущий вид и считал его предком культурного картофеля. Дарвин сделал заметку в дневнике:

Дикий картофель растет на этих островах в изобилии на песчаной, ракушечной почве близ морского берега. Самое высокое из этих растений имело 4 фута (122 см) в высоту. Клубни были большей частью мелки, хотя я нашел один овальной формы, в два дюйма (5 см) диаметром; они во всех отношениях походили на английский картофель и даже имели тот же запах, но при варке сильно сморщивались и становились водянистыми и безвкусными, совершенно лишенными горького привкуса. Картофель этот, несомненно, местного происхождения… [27]   Дарвин Ч. Путешествие натуралиста вокруг света на корабле «Бигль». – Здесь и далее цит. в пер. С. Л. Соболя.

Культурный картофель, Solanum tuberosum, выращиваемый по всему Чили и за его пределами, очень похож на своего дикорастущего родственника. Настолько, что даже Дарвин принял найденный им образец Solanum tuberosum за Solanum maglia. Однако современные микроскопы значительно упрощают идентификацию видов: именно зерна крахмала с обратной стороны обрывков картофельной кожуры, найденной в Монте-Верде, подсказали ученым, что речь идет об останках клубней дикорастущего Solanum maglia.

Работавшие на раскопках в Монте-Верде археологи и сами попробовали дикий картофель. Откопав клубень, они варили его с полчаса, а затем съели. Надо сказать, это было смелое решение. Некоторые исследователи считали, что клубни дикорастущего картофеля будут слишком горчить. Они обычно отличаются повышенным содержанием гликоалкалоидов, например соланина, что является частью природного защитного механизма растения против инфекций и насекомых – и, как полагают некоторые, от употребления в пищу человеком. Помимо того что гликоалкалоиды придают картофелю горечь, в высокой концентрации они токсичны. В связи с этим многие предполагали, что в дикорастущем картофеле уровень содержания гликоалкалоидов может оказаться таким высоким, что даже вареные клубни будут ядовиты для человека.