Eerst gedomesticeerd 10, 000 jaar geleden in de Vruchtbare Halve Maan van het Midden-Oosten, tarwe en gerst namen enorm verschillende routes naar China, met gerst die tijdens een duizendjarige omweg langs het zuidelijke Tibetaanse plateau overschakelt van een winter- naar zowel een winter- als een zomergewas, suggereert nieuw onderzoek van de Washington University in St. Louis.

"De oostelijke verspreiding van tarwe en gerst was verschillend in zowel ruimte als tijd, " zei Xinyi Liu, universitair docent archeologie in Arts &Sciences, en hoofdauteur van deze studie gepubliceerd in het tijdschrift PLOS One .

"Tarwe werd geïntroduceerd in centraal China in het tweede of derde millennium voor Christus, maar gerst kwam daar pas in het eerste millennium voor Christus aan, " zei Liu. "Terwijl eerder onderzoek suggereert dat de tarweteelt zich naar het oosten verplaatste langs de noordelijke rand van het Tibetaanse plateau, onze studie vestigt de aandacht op de mogelijkheid van een zuidelijke route (via India en Tibet) voor gerst."

Gebaseerd op de radiokoolstofanalyse van 70 oude gerstkorrels die zijn teruggevonden op archeologische vindplaatsen in China, Indië, Kirgizië en Pakistan, samen met DNA en oud tekstueel bewijs, de studie pakt het mysterie aan waarom oude Chinese boeren de seizoensinvloeden zouden veranderen van een gerstgewas dat zijn oorsprong vond in een breedtegraad die vergelijkbaar was met die van hen.

Het antwoord, Liu legt uit, is dat gerst tijdens zijn overtocht naar China van winter- naar zomeroogst veranderde, een periode waarin het honderden jaren doorbracht met het ontwikkelen van eigenschappen waardoor het kon gedijen tijdens korte zomerse groeiseizoenen in de hooglanden van Tibet en Noord-India.

"Gerst arriveert later in centraal China dan tarwe, een zekere mate van genetische diversiteit met zich meebrengen in relatie tot bloeitijdreacties, "Zei Liu. "We concluderen dat een dergelijke diversiteit een afspiegeling is van de aanpassing van gerstvariëteiten langs die mogelijke zuidelijke route naar seizoensgebonden uitdagingen, vooral het grote hoogte-effect, en dat leidde tot de oorsprong van oosterse zomergerst."

Liu's onderzoek naar de verspreiding van tarwe- en gerstteelt voegt een nieuw hoofdstuk toe aan ons begrip van prehistorische voedselglobalisering, een proces dat begon rond 5000 voor Christus. en geïntensiveerd rond 1500 voor Christus. Dit lopende onderzoek traceert de geografische paden en verspreidingstijden van gewassen en teeltsystemen die zich over Eurazië en uiteindelijk wereldwijd uitbreidden, van oorsprong in Noord-Afrika en West, Oost- en Zuid-Azië. De oostelijke expansie van tarwe en gerst is een sleutelverhaal in dit proces.

In de hete, dorre zuidwest-Aziatische regio waar tarwe en gerst voor het eerst werden gedomesticeerd, ze werden tussen de herfst en de daaropvolgende lente gekweekt om hun levenscyclus te voltooien vóór de komst van zomerdroogte. Deze vroege gedomesticeerde soorten bevatten genen die zijn overgedragen van wilde grassen en die de bloei en graanproductie op gang brachten naarmate de dagen langer werden met het naderen van de zomer.

Door deze voorjaarsbloeiende levenscyclus, vroege gedomesticeerde variëteiten van tarwe en gerst waren slecht geschikt voor de teelt in Noord-Europese klimaten met strenge winters en een ander daglengtepatroon. Eerder onderzoek door de tweede auteur in deze studie, Diane Lister, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker aan de Universiteit van Cambridge, heeft aangetoond dat gerst en tarwe zich aanpasten aan Europese klimaten door een mutatie te ontwikkelen die de genen uitschakelde die de bloei gevoelig maakten voor toename van de daglengte, zodat ze in de lente kunnen worden gezaaid en in de herfst kunnen worden geoogst.

Liu's studie toont aan dat gerst vergelijkbare mutaties ontwikkelde op weg naar China toen boeren de teelt hoog in de bergen van het Tibetaanse plateau duwden. Tegen de tijd dat gerst centraal China bereikte, de genetische samenstelling was veranderd, zodat de bloei niet langer werd veroorzaakt door de daglengte, waardoor het zowel in de lente als de herfst kan worden geplant.

De oude verplaatsing van tarwe- en gerstteelt naar China biedt twee verschillende verhalen over de aanpassing van nieuw geïntroduceerde gewassen aan een bestaand agrarisch/culinair systeem, zei Liu.

Oude tarwe die langs de zijderoute-routes naar China reisde, werd ook genetisch gemodificeerd door boeren die soorten selecteerden die kleine granen produceerden die meer geschikt waren voor een Chinese keuken die ze bereidde door de hele granen te koken of te stomen. Grotere tarwekorrels ontwikkelden zich in Europa, waar tarwe traditioneel werd gemalen voor meel.

Langs de zuidelijke trekroute voor gerst, het belangrijkste verhaal is de bloeitijd - veranderd door boeren om controle te krijgen over de seizoensdruk van teelt op grote hoogte, zei Liu.

Het terugwinnen van deze oeroude granen is de afgelopen tien jaar routine geworden, omdat geleerden een drijftechniek onder de knie kregen die het mogelijk maakt zaden en ander minuscuul biologisch materiaal te scheiden van opgegraven vuil ondergedompeld in een emmer water. Deze aanpak, gepionierd in China door de derde auteur van deze studie, Zhijun Zhao, een professor in de archeologie aan de Chinese Academie voor Sociale Wetenschappen, heeft het begrip van de oude landbouw in China veranderd.

De bevindingen van PLOS One weerspiegelen de bijdragen van 26 co-auteurs, inclusief archeologen die de granen hebben teruggevonden en degenen die ze hebben geanalyseerd in toonaangevende archeobotanische laboratoria in de VS, VK, China en Indië. Het team omvat ook vooraanstaande experts op het gebied van gerstarcheogenetica, radiokoolstofanalyse en landbouwgeschiedenis over de hele wereld.

"We hebben ons onlangs gerealiseerd hoeveel prehistorische gewassen zich verplaatsten, op een schaal die veel groter is dan wie dan ook had gedacht, " zei senior co-auteur Martin Jones, de George Pitt-Rivers hoogleraar archeologische wetenschap in Cambridge. "Een intensieve studie van de chronologie, genetica en oogstgegevens onthullen nu hoe die bewegingen de agrarische basis legden van beschavingen uit de bronstijd, de controle over de seizoenen mogelijk maken, en de weg vrijmaken voor rotatie en multi-cropping."