Antik İpek Yolu Modern Elmayı Nasıl Oluşturdu?

Yeni araştırmalar, İpek Yolu üzerinde gerçekleşen genetik aktarım sayesinde modern elmanın nasıl oluştuğu yönünde şaşırtıcı bilgiler ortaya koydu.

Günümüz elması. C: Wikimedia Commons

Yüzyıllar önce antik İpek Yolu, Avrasya ulusları arasında politik ve ekonomik bir genişliğe olanak sağlamaktaydı. Ayrıca bu yol, dünyanın en popüler meyvelerinden birisi olan elmanın genetik alışverişinin de yolu oldu. Yolcular, İpek Yolu boyunca doğu ve batıya doğru yolculuk yaparken, mallarını ve fikirlerini alıp sattılar. Bu sırada, yabani ağaçlardan topladıkları en kaliteli elmalardan çıkan çekirdekleri de yanlarında götürmüş ve doğaya atmış oldular. Gerçekleşen bu karışım, günümüzde 7.500 farklı türü bulunan elmanın ortaya çıkmasına neden oldu.

Boyce Thompson Enstitüsü’ndeki (BTI)  araştırmacılar, elmanın evrimsel tarihinin gizemlerini ortaya çıkarmak için çalışıyorlar. Nature Communications adlı dergide yayınlanan çalışmalarında Malus domestica adlı evcilleşmiş elmanın genetik alışverişine dair şaşırtıcı bilgiler ortaya koydular.

(Neredeyse Bütün Elma Ağaçları Kazakistan’daki İki Ağaca Dayanıyor)

Cornell Üniversitesi ve Shandong Ziraat Üniversitesi’den işbirliği yapan araştırmacılar Kuzey Amerika, Avrupa ve Orta Asya’dan içlerinde Malus domestica’nın da olduğu 117 farklı evcilleşmiş türü ve 23 tane de evcilleşmemiş türü sıralayıp karşılaştırdılar.

İki yol hikâyesi

Bu genomik karşılaştırmanın en heyecan verici sonucu, elmanın evrimsel tarihinin kapsamlı bir haritasıydı. Önceki çalışmalar Malus domestica’nın Orta Asya’daki yabani bir tür olan Malus sieversii’den geldiği yönündeydi.

BTI profesörü ve bu çalışmanın başyazarı Zhangjun Fei, bu çalışma sayesinde evcilleşmiş elmanın orijinin çok geniş bir tanım olan Orta Asya konumlandırmasından; Kazakistan’daki Tian Shan dağlarının batı yamaçlarına kadar daralttıklarını ifade ediyor.

Batıdaki elmanın kökenlerinin bulunması dışında, evcilleşen elmanın da batıdan doğuya doğru gittiğinin ve bu süreçte de yerel elma türleri ile melezleştiğinin öğrenilmesi araştırmacıları oldukça heyecanlandırdı. Doğuya doğru olan bu diğer yolculuk, mesela günümüzde Çin’de bulunan yumuşak ve tatlı elmaların kökenlerini oluşturuyordu.

Elmanın İpek Yolu üzerinde gerçekleşen antik yolcuğunu gösteren harita. C: Alexa M Schmitz/Yang Bai

Fei durumu şu şekilde özetliyor: ‘’Biz iki evrim yoluna dikkat çekmekteyiz; İpek Yolu boyunca doğudan batıya ve batıdan doğuya doğru olan ve her durakta ortaya çıkan meyve kalitesinin değiştiği iki yola.

M. Sieversii’nin Tian Shan dağlarının doğusunda yetişmesine rağmen, Çin’in Xinjiang bölgesindeki ekotipe hiçbir zaman etki etmemiş ve doğunun evcilleştirilmiş melez türlerine katkıda bulunmadı. Hatta insan eliyle olan dağılım gerçekleşmeden önce, bölgedeki az olan çeşitliliğin yüzyıllarca aynı kalmasını sağladı.

Hikâyenin ekşi (ama sert) tarafı

Elma, İpek Yolu boyunca batıya seyahat edenlerin ellerinde gitti ve ağaçlar düşmüş tohumlardan yeşerdi ve diğer elma türleri ile iç içe geçti. İnanılmaz ekşi olan Avrupa yaban elması Malus sylvestris de buna dâhil. Yabani elmanın ekşiliği Henry David Thoreau tarafından şöyle tanımlanıyor: ‘’Bu ekşi, bir sincabın dişlerini kenara koyup çığlık atmasına yeter.’’

Araştırmacılar M. Sylvestris’in elma genomuna çok geniş ölçüde katkıda bulunduğunu keşfettiler. Modern elmalar, ekşi yabani elmalara Kazakistan’daki ataları olan M. Sieversii’ye göre daha fazla benzemekteler.

(İpek Yolu 4000 Yıl Önce Göçebeler ve Hayvanları Tarafından Şekillendirildi)

Bai: “Malus sieversii gibi atasal türlerde meyveler genellikle diğer yabani elmalardan çok daha büyüktür. Onlar ayrıca yumuşak ve insanları sevmedikleri tarzda sade bir tada sahiptir.’’ şeklinde detaylara vurgu yapıyor.

Eski ekili elmalar ve M. sylvestris arasındaki melezleme, geniş boyutlardaki insan etkisinin ardından, bize daha büyük, daha lezzetli ve daha uzun bir raf ömrü veren gevrek bir sertlik içeren yeni elmalar kazandırdı.

Bai, “Modern evcil elmaların daha yüksek ve iyi dengelenmiş şekere ve organik asit içeriğine sahip olduklarını” söylüyor. İşte bu şekilde elma, popüler ve tercih edilen bir meyve olmaya başladı.

Büyük potansiyeli olan önemli bir keşif

Yeni bir lezzet ve doku elmalarımızı turtalarımıza koymuş olabilir ama büyüklük halen önemli bir faktör. Ürün yetiştiriciliğinde, en arzu edilen hususiyet meyvenin yahut tohumun daha büyük olmasıdır. Neredeyse tüm meyve evcilleşmelerinde, meyvenin yabani atası zayıf ve kendinde sonrakilere şekil vermiş nitelikte olur fakat besin değerleri ise neredeyse aynıdır. Örneğin, evcilleştirilmiş domates, yabani akrabalarından en az 100 kat daha büyüktür.

Bai, bu elma için geçerli bir durum değil diyerek, evcilleştirmenin orta yahut büyük boy bir meyve ile başladığı iddiasında bulunuyor.

Birçok farklı elma genomunu karşılaştıran araştırmacılar, elmanın büyüklüğüne katkıda bulunan iki farklı evrimsel adımın kanıtlarını buldular; birisi evcilleştirme öncesi, diğeri sonrası.

Malus sieversii’nin diğer yabani elmalara göre olan büyük boyutu, evcilleştirme için büyük bir avantaj sağladı. Ekip biçmeden bile uygun boyuta evrilmiş olan bu tür, yetiştiriciler tarafından oldukça cazip bulundu çünkü büyük olan meyveleri özellikle seçmek zorunda kalmayacaklardı.

(2,000 Yıllık Dışkı Salgın Hastalıkların İpek Yolu’ndan Yayıldığını Gösterdi)

Böyle bir boyut seçimi olmaması, aynı zamanda, boyut artışından sorumlu genlerin, gelecekteki seçim için potansiyeli olan bir değişkenliği hala muhafaza ettiği anlamına geliyor. Fakat bu aynı zamanda boyutu ile ilişkili genlerin tanımlanmasını zorlaştırabilir. Buna rağmen yeni çalışmanın kapsamı, meyve büyüklüğünün artmasının altında yatan genetik belirleyicilerin tespit edilmesini sağladı. Bu durum ise elmayı daha da büyütmek isteyen üreticiler için harika bir haber.

Elmalar (genomları) ağaçtan uzağa düştü

Tüketiciler daha iyi elmalar isteseler de, elmanın seçilim ile iyi yönde olacak değişim konusunda yetiştiriciler zorluklarla karşılaşıyor. Büyük bir sorun, elmanın kendi kendine tozları ile melezlenmemesi. Fakat her nesle çok fazla genetik çeşitlilik getirerek, diğer çeşitlerle çaprazlama yapabilir. Genetik değişiklik ilgimizi çeken bir özellik olsa da, çok fazla yapmak her şeyi alıp götürebilir. Tohumdan meyveye doğru gerçekleşecek bu arzu edilen özellikleri yapmak birkaç yıl alabilir.

Fei, “Meyvedeki belirli özellikleri geliştirmek için yapılan araştırmalar, aynı özellik üzerinde çalışan yetiştiriciler için çok yararlı ve ilham verici olacak.” diyor.

Fei ve ekibinin geniş ve çeşitli genler üzerinde geçekleştirdiği kapsamlı ve dikkatli analizler, daha iyi elma arayışında olan yetiştiricilere yardımcı olacak önemli genetik belirleyicilerin ayırt edilmesine olanak tanıdı. Bunlar hastalık direnci, raf ömrü, tat ve hatta boyut gibi.

Bir elmanın üreme yoluyla ne kadar büyük olabileceği sorulduğunda, Bai gözünde bir pırıltı ile: “Eh, benim vahşi hayal gücümde, belki bir gün bir karpuz kadar büyük olabilir.” diyor.

Science Daily. 15 Ağustos 2017.

Makale: Duan, N., Bai, Y., Sun, H., Wang, N., Ma, Y., Li, M., … & Wan, S. (2017). Genome re-sequencing reveals the history of apple and supports a two-stage model for fruit enlargement. Nature communications, 8(1), 249.