A földművelésre való áttérés döntő jelentőségű volt az emberiség történetében, mely a rizikós vadászó-gyűjtögető életmódot a biztosabb növénytermesztésre és állattenyéstésre felcserélve egy stabilabb társadalom alapjait teremtette meg. Az áttéréshez azonban a termesztés puszta ötlete még nem lett volna elég, szükség volt olyan növény (és állat) fajokra amelyek alkalmasak voltak a már említett célokra. Ha hinni lehet Jared Diamond elméletének, ezen fajok (de különösen a növények) jelenléte illetve hiánya volt az a szűk keresztmetszet, amely meghatározta, hogy adott kontinensen a civilizációs fejlődés neki tudott-e lódulni vagy sem. Ázsiában a rizs, Amerikában a kukorica, míg az euópai civilizációk bölcsőjének számító Közel-Keleten a búza vad ősei jelentették azt az ugródeszkát, amire alapozva egyre nagyobb és nagyobb közösségek tudtak egy helyen megélni; majd később a társadalmi interakcióik révén pedig megjelenhetett mindaz, amit ma ókori civilizációként emlegetünk.
A három fő kultúrnövényből a rizs mindenképpen kiemelkedik, hiszen az emberiség közel felének ez az alapvető élelmiszere. A ma elterjedt rizs (Oryza sativa)”szelidítése”, azaz vad fajokból történő kitenyésztése minden jel szerint sok szempontból egy klasszikus történet: az embereknek tetsző variánsok fokozatos kiválogatásával és továbbtenyésztésével fokozatosan következett be. A folyamatra talán a legjobb analógia a kutyatenyésztés, nemcsak előnyeivel (a kívánt jelleg gyors elterjesztése egy adott populációban), hanem hátrányaival is. Utóbbiak alatt azt értem, hogy a beltenyésztés révén egyre inkább olyan fajták kerülhetnek túlsúlyba, amelyek természetes szelekció révén sosem jöhettek volna létre, egyes recesszív (nagyon gyakran működésképtelen) allélok olyan mértékben terjedhettek el, amit a természet “laboratóriumában” a rekombináció nem tett volna lehetővé. Mindez kétségtelen, hogy egy ehetőbb növényt eredményzett, de egyben ezt a növényt ki is szolgáltatta az emberi tevékenységnek. Mai élettani jellemzőivel illetve a rizs populációk genetikai diverzitásának, sokszínűségének lecsökkentése miatt a rizs nem termesztett körülmények között kudarcra lenne ítélve.[1]
A domesztikáció egyik következménye, hogy a termesztett rizs nem szórja szerte a magjait. Ennek számunkra nyilvánvaló fontossága van (kicsit fárasztó lenne szemenként begyűjteni a víz alól), de természetes körümények között hátrány, hiszen a földre nem kerülő magokból nehezen alakulhat ki új növény. Amint az a Science aktuális számából kiderül, ezért az sh4 nevű gén mutációja a felelős. [2] (A teljes objektivitás miatt azért álljon itt, hogy nem egyedül, de leginkább.) Ez a gén azért keltette fel a kutatók figyelmét, mert amikor a termesztett rizst keresztezték vad ősével, az Oryza nivara-val, csak azok az utódok szórták el a magjaikat, amelyek az említett génnek a vad változatát hordozták. Amint az az ezt követő vizsgálatokból kiderült, az Sh4 egy eddig ismeretlen transzkripciós faktor, amelynek kulcsfontosságú szerepe van a kocsányt és a magot elválasztó réteg kialakulásában. S ha ez a réteg nem jön létre, a mag nem fog szétszóródni. Ami különösen figyelemreméltó az az, hogy az eredeti, O. nivara-ban fellelhető sh4 gén szekvenciája, mindössze egyetlen nukleotidban (G->T) különbözik az O. sativa azonos génjének szekvenciájától. Ez az egyetelen bázispárnyi eltérés egy aminosav különbséget eredményez (Asn -> Lys) a két fehérje között, ami nem tűnik soknak, de éppen elég: mivel a transzkripciós faktor DNS-kötő régiójába esik, valószínűleg azt eredményezi, hogy az Sh4 kevésbé hatékonyan kapcsol be más géneket (mivel még nem ismerjük, hogy pontosan mely géneket szabályozza, így ez egyelőre csak feltételezés marad).
A rizs-genom legtöbb részén egyetlen bázispárnyi eltérés egyszerű polimorfizmusként lett volna elkönyvelve. De pont itt egy kulcsfontosságú fiziológiai változást okozott a növény életciklusában, amely közvetve akár hozzájárulhatott az ázsiai kultúrák későbbi kialakulásához is.
[1] Lu J, Tang T, Tang H, Huang J, Shi S, Wu CI. (2006) The accumulation of deleterious mutations in rice genomes: a hypothesis on the cost of domestication. Trends Genet. 22(3): 126-131.
[2] Li C, Zhou A, Sang T. (2006) Rice domestication by reducing shattering. Science. 311: 1936-1939.
A képen nem egy kisgömböc található, hanem egy kollagénből készült (így később magától lebomló, ún. biodegradábilis) váz, amelyet a kutatók “lombik” húgyhólyag készítéséhez használnak. Mint arról a The Economist és a news@nature is beszámol, az Észak-Karolina-i Wake Forrest University kutatói sikeresen növesztettek laboratóriumi körülmények között ilyen szerveket, és ezek immár több éve problémamentesen működnek újdönsült gazdáikban.