Город Эскаланте в южной части штата Юта не мелочь, когда дело доходит до научных открытий; новая археологическая находка в ее пределах может переписать историю одомашнивания клубней.
Исследователи из Музея естественной истории штата Юта и сада Ред-Бьютт в Университете штата Юта обнаружили остатки картофельного крахмала в расщелинах 10 900-летнего каменного орудия в Эскаланте, штат Юта, что является самым ранним свидетельством Использование дикого картофеля в Северной Америке. Это первое археологическое исследование, выявившее вид Solanum jamesii, произрастающий на юго-западе США, как важную часть рациона древних людей. Исследователи собрали воедино доказательства из каменных орудий, этнографической литературы и современных садоводов, чтобы показать, что жители штата Юта периодически использовали этот вид на протяжении более 10 000 лет. Район Эскаланте даже ранее был известен ранним поселенцам как «Картофельная долина».
Несколько индейских племен, в том числе апачи, хопи, кавайки, навахо, южные пайюты, тева, зиа и зуни, потребляли S. jamesii. Группы использовали различные методы приготовления и обработки, в том числе варку картофеля, измельчение его в муку или дрожжи и смешивание картофеля с глиной для уменьшения горечи. Некоторые группы до сих пор выращивают картофель в культивируемых садах.
Долгая история может означать, что вид был перевезен, культивирован или даже одомашнен. Если это правда, S. jamesii был бы первым примером растения, одомашненного в западной части США. S. Чтобы выяснить это, исследователи сотрудничают с генетиками из Министерства сельского хозяйства США, которые изучают ДНК S. jamesii в поисках генов, устойчивых к засухе и болезням, которые могут помочь диверсифицировать существующие культуры картофеля, чтобы сделать их более устойчивыми.
«Этот картофель может быть столь же важным, как тот, который мы едим сегодня, не только с точки зрения пищевого растения из прошлого, но и как потенциальный источник пищи в будущем», - говорит Лисбет Лоудербак, старший автор исследования. который опубликован 3 июля в Proceedings of the National Academy of Sciences. «Картофель стал забытой частью истории Эскаланте. Наша работа состоит в том, чтобы помочь заново открыть для себя это наследие». Лоудербек - доцент антропологии в Университете штата Юта и куратор отдела археологии в Музее естественной истории штата Юта.
С. tuberosum против S. jamesii
Картофель, который мы покупаем в продуктовом магазине, является разновидностью одного вида Solanum tuberosum, который был одомашнен в южноамериканских Андах более 7 000 лет назад. С тех пор S. tuberosum превратился в красный, красновато-коричневый и тысячи других сортов картофеля для продажи на рынках по всему миру.
Новое исследование посвящено S. jamesii, дикому виду, обитающему в тенистых укрытиях дубов, полыни и сосен в регионе Four Corners на юго-западе США. Так называемый картофель Four Corners наиболее распространен в высокогорье Нью-Мексико, где его зеленые листья и нежные белые цветы разбросаны по сосново-можжевеловым лесам. Однако в Юте растения растут редкими изолированными популяциями вблизи археологических памятников, что позволяет предположить, что древние люди принесли клубни в этот район. В долине Эскаланте известно только пять небольших популяций растений, в том числе одна всего в 150 метрах от места археологических раскопок, приюта Норт-Крик. Исследователи заручились поддержкой сообщества Эскаланте, чтобы помочь сохранить растения и сохранить их культурное наследие.
Трудно убедить широкую общественность заботиться о редких растениях. Но у этого есть реальная история, связанная с коренными жителями, с первопроходцами, с людьми, пережившими депрессию, и с жителями Эскаланте сегодня», - говорит Брюс Павлик, директор по сохранению Red Butte Garden и соавтор исследования. Во всем диапазоне к нему действительно следует относиться как к древности, в некотором смысле».
Манос и метатес: древние кухонные комбайны
Louderback проанализировал каменные орудия из приюта Норт-Крик в долине Эскаланте, одного из старейших археологических памятников Юты с 11-тысячелетней историей. Его жители были в основном охотниками и собирателями, пока культуры Фремонта и предков пуэблоан не прибыли и не начали выращивать сельскохозяйственные культуры. Сегодня южные пайюты населяют этот регион вместе с потомками поселенцев-мормонов.
Археологи используют математические модели, основанные на теории собирательства, чтобы описать, как и почему люди добывали продовольствие. Используя то, что называется моделью широты рациона, археологи ранжируют диетических животных и растения в соответствии с их содержанием энергии и усилиями, необходимыми для сбора и обработки пищи. Открытие потребления S. jamesii добавляет новый источник энергии, который в значительной степени игнорировался в древних диетах, отчасти потому, что клубни плохо сохраняются в археологических отложениях. В отличие от костей животных и початков кукурузы, клубни состоят из мягких тканей, которые легко разрушаются. Тем не менее, они очень калорийны и важны для понимания образа жизни древних народов.
Louderback изучил большие плиты из песчаника, называемые метатесами, и ручные шлифовальные камни, называемые манос, древние кухонные комбайны, на которых люди готовили еду. Она обнаружила микроскопические гранулы крахмала, о существовании которых предыдущие археологи даже не подозревали.
«Измельчение растительных тканей с помощью маноса и метатата высвобождает гранулы, которые застревают в крошечных трещинах камня, сохраняя их на тысячи лет. Археологи могут извлечь их с помощью химических веществ, современной микроскопии и передовых методов визуализации», - говорит Лоудербек.
Все гранулы крахмала имеют концентрические окружности, которые растут наружу, как годичные кольца деревьев. Происхождение роста начинается с того, что называется воротами. Большинство видов растений имеют гранулы крахмала с хилой в центре зерна. Однако ворсинки гранул, заполняющие предметные стекла Лоудербака, были смещены от центра. Только несколько видов из региона Четырех Углов производят гранулы крахмала с такими специфическими характеристиками; S. jamesii является одним из них.
Она и научный сотрудник NHMU Николь Херцог, ныне преподающий в Государственном университете Бойсе, проанализировали гранулы современного S. jamesii, чтобы установить набор из пяти характеристик, которые точно идентифицировали дикий картофель, начиная с внешности. центр рубца. Гранулы крахмала с пятью характеристиками из пяти были проверенным диким картофелем. Они проанализировали клубни трех разных современных популяций, по 100 гранул на клубень.
Лаудербек и Павлик проверили характеристики гранул, найденных на древних каменных орудиях из приюта Норт-Крик. Из 323 зерен крахмала 122 имели смещенные от центра ворота. Из них девять были подтверждены как S. jamesii, а еще 61 были либо вероятными, либо возможными S. jamesii.
Будущее картофеля Four Corners
Исследователи сотрудничают с коллегами из Генбанка картофеля Министерства сельского хозяйства США, которые изучают генетику S. jamesii с 1990-х годов. Будущие усилия будут сосредоточены на понимании моделей генетического разнообразия в регионе Четырех Углов, чтобы найти подсказки о том, было ли оно перенесено, обработано или даже одомашнено.
Исследователи хотят сделать картофель доступным для сообщества Эскаланте, чтобы выращивать его в своих садах, чтобы помочь в сохранении. Но сначала им нужно распутать загадочную экологию картофеля в дикой природе - его опылители и условия, необходимые для полового размножения, до сих пор неизвестны.
"Мы работаем с жителями Эскаланте, чтобы привлечь внимание к этому ценному ресурсу и показать им, как выглядит этот вид, где он растет, его потрясающую историю, и заручиться их помощью в качестве хранителей картофеля Four Corners", - говорит Павлик.