Вегетативная и цветочная структура современного теозинте сильно отличается от структуры кукурузы. Эти и другие различия привели к столетнему спору о том, действительно ли теосинте мог быть предком кукурузы.«Мы выращивали теосинте в условиях, с которыми он столкнулся 10 000 лет назад в период раннего голоцена: температура на 2–3 градуса по Цельсию ниже, чем сегодня, и уровень углекислого газа в атмосфере составляет около 260 частей на миллион», — сказала Долорес Пиперно, старший научный сотрудник и куратор археоботаника и южноамериканская археология в Смитсоновском национальном музее естественной истории и Смитсоновском институте тропических исследований, который руководил проектом. «Интересно, что растения теозинте, выращенные в прошлых условиях, проявляют характеристики, больше похожие на кукурузу: один главный стебель, увенчанный единственной кисточкой, несколько очень коротких ветвей с верхушками женских колосьев и синхронное созревание семян.
После промышленной революции содержание углекислого газа выросло до сегодняшних 405 частей на миллион, уровня в контрольной камере, где растения теозинте выглядят как растения в дикой природе — высокие, с множеством длинных ветвей, опущенных кисточками, и созревание семян происходит в течение определенного периода времени. нескольких месяцев. Соавтор Клаус Винтер обычно изучает влияние повышения уровня углекислого газа в атмосфере на тропические растения в качестве старшего научного сотрудника STRI.
Пиперно и Винтер разработали схему путешествия в прошлое, сравнивая растения, выращенные в современных условиях, с растениями, выращенными в камере раннего голоцена.«Теперь, кажется, остается открытым вопрос, когда в голоцене теозинте стал растением, очень отличавшимся от кукурузы по вегетативной архитектуре и сексуальности соцветий, которые мы видим сегодня и используем в качестве основы для исследований по одомашниванию кукурузы», — сказал Пиперно. «Когда люди впервые начали выращивать теосинте около 10 000 лет назад, он, вероятно, был больше похож на кукурузу — естественно, проявляя некоторые характеристики, которые ранее считались результатом человеческого отбора и приручения. Окружающая среда, возможно, сыграла значительную, хотя и случайно, роль в развитии переход через индуцирование фенотипической пластичности, что дало ранним фермерам фору ".
Фенотипическая пластичность — это способность организма изменяться в ответ на окружающую среду, в результате чего генетически идентичные организмы выглядят очень по-разному, когда они живут в разных условиях. Формулируя «новый современный эволюционный синтез», частично с концепциями, о которых Дарвин не мог знать, эволюционные биологи продолжают спорить о важности окружающей среды и пластичности для эволюционных изменений и происхождения разнообразных форм жизни на Земле сегодня. . Однако новые данные показывают, что эти средовые фенотипические взаимодействия присутствуют во все большем числе организмов.
Это одно из первых исследований, посвященных изучению влияния этих процессов на одомашнивание растений.«Распространение этих концепций на исследования одомашнивания позволяет антропологам более полно заниматься современной эволюционной теорией и практикой», — сказал Пиперно.