ВСЛУХ

У кофе юбилей: генетики говорят, что арабике исполнился… миллион лет

У кофе юбилей: генетики говорят, что арабике исполнился… миллион лет
По словам ученых, растение, напиток из которого каждый день пьют миллиарды людей на планете, появилось на свет совершенно случайно. Coffea arabica, вид, представляющий собой 60% мировых запасов кофе, — дитя естественной гибридизации двух других видов, C. eugenioides и C. canephora. Статья об этом опубликована в журнале Nature Genetics 15 апреля 2024 года.


Очень удачно вышло


Такое скрещивание дало новому растению огромный бонус — полиплодный геном. В переводе с научного языка на простой это означает, что у C. Arabica имеется сразу два набора хромосом, от каждого родителя. Полиплодный геном значительно увеличивает шансы на выживание, позволяя адаптироваться к практически любым сложным или нестандартным условиям.

У кофе юбилей: генетики говорят, что арабике исполнился… миллион летНа снимке один из родителей арабики, робуста, C. canephora


В большинстве случаев событие гибридной полиплодии — это получение моментального эволюционного преимущества. Два набора хромосом, два полных набора генов — весьма серьезная заявка на успех в борьбе за место под солнцем.

Конечно, дублирующие гены могут потеряться в двух половинках генома полиплоида, но в любом случае, чистый прирост числа генов означает повышенную способность к адаптации

— Виктор Альберт, биолог из Государственного университета Нью-Йорка, один из авторов исследования.

Пошло по миру


На счет возраста в миллион лет генетики честно признаются, что могут ошибаться, ибо в таких расчетах всегда существует погрешность. Возраст кофе пытались вычислить и раньше, однако момент гибридизации датировали 10 000 лет. Впрочем, тоже круглая дата, правда, не такая солидная.

Нам пришлось ввести предполагаемую частоту мутаций и время генерации (от семени к семени). Вместе эти допущения позволяют нам перевести изменения в календарные годы. Мы допускаем, что в расчеты могут вкрасться погрешности, так как существует некоторая неопределенность в отношении частоты мутаций и времени генерации

— Виктор Альберт.

Однако, несмотря на возможные ошибки, это самые точные вычисления такого рода на сегодняшний день. Исследователи использовали обширные генетические данные из 41 образца C. arabica из разных уголков планеты. Они даже умудрились раздобыть семена XVIII века.

Независимо от того, когда оно появилось, этот гибридный геном позволил растению процветать, поскольку арабику выращивали по всему миру. Первоначально растение культивировали исключительно в Эфиопии, а затем начали продавать на Ближний Восток, где к XV веку кофе стал хорошо известным напитком. Согласно одной из легенд, индийский паломник, мусульманин-суфий, контрабандой вывез семь семян из Йемена и основал кофейные фермы в индийском штате Карнатака около 1670 года.


Двойной геном, и можно выращивать даже дома в горшке


Долгое время европейцы просто пили кофе, покупая его у мусульманских посредников, но потом решили, что выращивать свое сырье будет гораздо дешевле. Первыми к такому выводу пришли голландцы, которые в 1699 основали на острове Ява в Индонезии собственные кофейные плантации. Так появился один самых распространенных сортов C. arabica, типика. В 1706 году одно кофейное деревце даже привезли в Амстердам, где оно с успехом стало расти в местном ботаническом саду. Двойной геном, однако!

Французы быстро переняли опыт у голландцев и стали культивировать кофе во многих своих заморских колониях. Особенно много кофейных деревьев было посажено на острове Бурбон (сейчас он называется Реюньон), потом французский сорт назвали также. Это второй по распространенности вариант арабики.

Главное, чтобы кофе не заржавел!


Хотя полиплоидная природа генома и обеспечила C. arabica некоторые преимущества, она также сделала растение уязвимым к болезням, особенно к ржавчине кофейных листьев.

Кроме того, C. arabica имеет узкие генетические места. Во-первых, растение происходит от одного-единственного родительского дерева. Во-вторых, 350 000 лет назад в природе случилась какая-то биологическая катастрофа, из-за которой у арабики сильно сократилось разнообразие генов. В-третьих, 5 000 лет назад кофе в очередной раз едва не вымер. Так что его надо беречь.

Арабика просто не в состоянии противостоять ржавчине листьев, так как имеет мало генетических вариантов. Зато грибок-паразит Hemileia vastatrix эволюционирует гораздо быстрее, приспосабливаясь к препаратам, которые используют против него люди

— Виктор Альберт.


Ржавчина — самый большой страх производителей кофе


Ржавчина очень опасна для кофейного дерева. Грибок покрывает листья ржавыми пятнами, полностью блокируя процессы фотосинтеза. В результате листья один за другим опадают и в конце концов кофейное дерево умирает.

Ржавчине подвержены абсолютно все виды кофейного дерева. Однако в 1927 году на острове Тимор, тоже Индонезия, кстати, в результате естественного скрещивания C. arabica с одним из родительских сортов C. canephora (робуста) появился более устойчивый к ржавчине сорт. Но есть одно малоприятное но, качество его зерен заметно ниже, чем у арабики и робусты.

Автор:

Мы в Мы в Яндекс Дзен
Кофе: не только кофеинУчёные создали наполовину синтетические дрожжи

Вирусы из мумий

Вирусы из мумий

Могут ли смертельные болезни прошлого воскреснуть сегодня?...
  • 1 024