史密森尼学会 洪都拉斯埃尔吉甘特岩石保护区的三个大约有2000年历史的玉米棒子
这些玉米棒子由一个国际科学家小组进行了基因分析
十二月
14期《美国国家科学院院刊》上，史密森尼国家自然历史博物馆古基因组学和古植物学馆长洛根·基斯特勒和一个国际合作团队报告了来自洪都拉斯埃尔吉甘特岩石避难所的三只大约2000年前的cobs的全序列基因组
对这三个基因组的分析表明，这些有着数千年历史的中美洲玉米品种具有南美血统，并为玉米驯化历史的复杂故事增添了新的篇章
结合最近关于该地区玉米驯化的研究，这些最新的发现表明，大约4000年前中美洲的玉米驯化过程中可能发生了重大的事情，来自南美洲的遗传多样性的注入可能与此有关
信用:托马斯·哈珀 大约9000年前，今天所知的玉米还不存在
墨西哥西南部的古代人遇到了一种叫做“大羚羊”的野草，它的耳朵比小拇指还小，只有一把石质的麦粒
但是出于天赋或需要，这些土著耕种者看到了谷物的潜力，将它添加到他们的饮食中，并使它走上了一条成为现在养活数十亿人的家养作物的道路
尽管玉米对现代生活至关重要，但对其穿越空间和时间之旅的理解仍然存在漏洞
现在，一个由史密森尼研究人员共同领导的团队已经使用古代的脱氧核糖核酸来填补其中的一些空白
史密森尼国家自然历史博物馆考古基因组学和古植物学馆长洛根·基斯特勒说，一项新的研究揭示了玉米9000年历史的细节，这是对古代DNA进行基础研究以获得人类历史洞察力的一个主要例子，否则就无法获得这些洞察力
“驯化——几千年来野生植物进化成今天养活我们的作物——可以说是人类历史上最重要的过程，玉米是目前地球上种植的最重要的作物之一，”基斯特勒说
“对驯化的进化和文化背景有更多的了解，可以给我们提供关于这种食物的有价值的信息，我们非常依赖这种食物，以及它在塑造我们所知的文明中的作用
" 十二月
14期《美国国家科学院院刊》上，基斯特勒和一个国际合作团队报告了来自洪都拉斯埃尔吉甘特岩洞的三只大约2000岁的cobs的全序列基因组
对这三个基因组的分析表明，这些有着数千年历史的中美洲玉米品种具有南美血统，并为玉米驯化历史的复杂故事增添了新的篇章
“我们表明，人类将玉米从南美带回墨西哥的驯化中心，”基斯特勒说
“这将提供一个基因多样性的注入，可能增加弹性或提高生产力
它还强调了驯化和作物改良的过程不仅仅是直线行进
" 大约9000年前，在墨西哥，人类首次开始有选择地培育玉米的野生祖先，但是部分驯化的玉米品种分别在1500年和2000年后才到达中美洲和南美洲的其他地方
洪都拉斯埃尔吉甘特岩石避难所发现的各种不同年代的玉米棒子
科学家们在埃尔吉甘特岩石避难所首次发现了一种完全驯化且高产的4300年玉米品种的残余后，一个小组在遗址周围的考古地层中搜寻了其他玉米棒子、玉米粒或其他任何可能产生遗传物质的东西
他们还开始着手对该遗址4300年前的玉米样本进行测序，这些样本是埃尔吉甘特最古老的作物痕迹
在两年多的时间里，该团队试图对30个样本进行测序，但只有三个样本的质量适合对一个完整的基因组进行测序
这三个可行的样本都来自于岩石避难所最近的一层——2300到1900年前的碳——揭示了洪都拉斯岩石避难所的三个样本和南美玉米品种之间的基因重叠
十二月
14期《美国国家科学院院刊》上，史密森尼国家自然历史博物馆古基因组学和古植物学馆长洛根·基斯特勒和一个国际合作团队报告了来自洪都拉斯埃尔吉甘特岩石避难所的三只大约2000年前的cobs的全序列基因组
对这三个基因组的分析表明，这些有着数千年历史的中美洲玉米品种具有南美血统，并为玉米驯化历史的复杂故事增添了新的篇章
信用:托马斯·哈珀 多年来，学者们的传统观点是玉米首先在墨西哥被完全驯化，然后传播到其他地方
然而，在墨西哥发现的5000年前的玉米棒子只被部分驯化后，学者们开始重新考虑这个想法是否抓住了玉米驯化的全部故事
然后，在2018年由基斯特勒领导的一项具有里程碑意义的研究中，科学家利用古代DNA表明，尽管大刍草驯化的第一步发生在墨西哥，但当人们第一次将它带到中南美洲时，这一过程尚未完成
在这三个地区的每一个地区，驯化和作物改良的过程平行进行，但速度不同
早些时候，为了研究这个更丰富、更复杂的驯化故事的细节，包括基斯特勒在内的一组科学家发现，来自中美洲埃尔吉甘特岩石避难所遗址的4300年前的玉米残留物来自一个完全驯化、高产的品种
惊讶地发现埃尔吉甘特完全驯化的玉米共存于离墨西哥发现部分驯化玉米的地方不远的一个地区，基斯特勒和加州大学圣巴巴拉分校的人类学家道格拉斯·肯尼特项目的共同负责人合作，从基因上确定埃尔吉甘特玉米的起源
肯尼特说:“埃尔吉甘特岩洞非常引人注目，因为它包含了保存完好的植物遗迹，跨越了过去的11000年。”
“从完整的玉米棒子到零碎的茎和叶，已经鉴定出超过10，000个玉米残体
这些遗骸中有许多年代较晚，但通过广泛的放射性碳研究，我们能够识别出一些最早可追溯到4300年前的遗骸
" 他们搜索了埃尔吉甘特岩石避难所周围的考古地层，寻找玉米棒子、玉米粒或其他任何可能产生遗传物质的东西，研究小组开始对该遗址4300年前的玉米样本进行测序——这是埃尔吉甘特作物最古老的痕迹
在两年多的时间里，该团队试图对30个样本进行测序，但只有三个样本的质量适合对一个完整的基因组进行测序
三个可行的样本都来自岩石避难所最近的一层——2300到1900年前的碳
洪都拉斯埃尔吉甘特岩石避难所发现的各种不同年代的玉米棒子
科学家们在埃尔吉甘特岩石避难所首次发现了一种完全驯化且高产的4300年玉米品种的残余后，一个小组在遗址周围的考古地层中搜寻了其他玉米棒子、玉米粒或其他任何可能产生遗传物质的东西
他们还开始着手对该遗址4300年前的玉米样本进行测序，这些样本是埃尔吉甘特最古老的作物痕迹
在两年多的时间里，该团队试图对30个样本进行测序，但只有三个样本的质量适合对一个完整的基因组进行测序
这三个可行的样本都来自于岩石避难所最近的一层——2300到1900年前的碳——揭示了洪都拉斯岩石避难所的三个样本和南美玉米品种之间的基因重叠
信用:托马斯·哈珀 利用埃尔吉甘特玉米的三个测序基因组，研究人员将它们与121个已发表的不同玉米品种的基因组进行了对比分析，其中12个来自古代玉米棒子和种子
这项比较揭示了洪都拉斯岩石保护区的三个样本和南美玉米品种之间的基因重叠片段
“与南美洲的遗传联系是微妙但一致的，”基斯特勒说
“我们使用不同的方法和样品成分重复了多次分析，但始终得到相同的结果
" 凯特勒、肯尼特和他们在合作机构的合著者，包括德克萨斯A&M大学、宾夕法尼亚州立大学以及英国的弗朗西斯·克里克研究所和沃里克大学，假设这些南美品种重新引入中美洲可能已经启动了该地区更高产杂交品种的开发
虽然研究结果只涵盖了约2000年前的埃尔吉甘特玉米样本，但基斯特勒说，来自大约4000年前的玉米棒子层的形状和结构表明，它们几乎和他和他的合著者能够测序的那些玉米棒子一样高产
对基斯特勒来说，这意味着作物产量的巨大提高可能发生在埃尔吉甘特考古层分离的2000年前，而不是其间
研究小组进一步假设，这是南美玉米品种及其基因的引入，可能至少在4300年前，这可能提高了该地区玉米的生产力，以及居住在更广阔地区的人们饮食中玉米的普遍程度，正如肯尼特领导的最近一项研究所发现的那样
肯尼特说:“我们开始看到中美洲多项研究的综合数据表明，4700年至4000年前，玉米正成为一种产量更高的主食作物，在饮食方面的重要性日益增加。”
结合肯尼特最近的研究，这些最新的发现表明，大约4000年前在中美洲的玉米驯化过程中可能发生了一些重大的事情，来自南美洲的基因多样性的注入可能与此有关
这个提议的时间也与中美洲第一批定居的农业社区的出现相一致，这些社区最终在美洲产生了伟大的文明，奥尔梅克文明、玛雅文明、特奥蒂瓦坎文明和阿兹特克文明，尽管基斯特勒急忙指出这个想法仍然被归入推测
“我们迫不及待地想深入了解4000年前后到底发生了什么，”基斯特勒说
“有如此多的玉米考古样本没有经过基因分析
如果我们开始测试更多的这些样本，我们就可以开始回答这些挥之不去的问题，即南美品种的重新引入有多重要
"
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