За 9000 лет климат и условия окружающей среды значительно изменились, и виды должны были соответственно приспосабливаться. Однако, с учетом новых данных генетического анализа и информации о том, какой дикорастущий вид является ближайшим родственником кукурузы, археологи были убеждены, что стоит подробнее изучить долину реки Бальсас. Поэтому они начали прочесывать район в поисках следов древнего земледелия. Необходимо было найти признаки, которые позволили бы четко разграничить дикорастущие и культурные подвиды.
В начале роста теосинте довольно трудно отличить от его культурного родственника, поэтому прополка кукурузных полей – поистине неблагодарное занятие. Но по мере созревания внешний вид теосинте меняется. Каждое растение имеет форму куста с ветвящимися стеблями, в то время как у кукурузы вырастает единственный высокий стебель. Початки у теосинте простые, маленького размера, с неровным рядом из десятка зерен, прикрепленных к центральному стержню. По сравнению с ними початки культурной кукурузы крупные, набитые сотнями зерен. Сами зерна у теосинте небольшие, и каждое заключено в жесткую оболочку (капсулу), тогда как зерна кукурузы крупные и без твердой оболочки. Более того, как и у пшеницы однозернянки, зерна теосинте осыпаются при вызревании, а зерна кукурузы остаются надежно прикрепленными к центральному стержню. Генетики смогли определить несколько генов, мутации в которых привели к существующим различиям между теосинте и кукурузой по таким признакам, как ветвление стебля, размер зерен, наличие твердой оболочки и осыпание зерна. Все это, конечно, прекрасно, но степень сохранности растительных останков в низменностях тропических широт оставляет желать лучшего, и археологи не надеялись отыскать целые растения, целые стержни кукурузного початка или даже целые зерна. Вместо этого они обращали внимание на более мелкие части растений: фитолиты и крахмальные зерна. Фитолиты богаты кремнием и потому очень устойчивы к разрушению, а это означает, что даже в тропическом климате они могут сохраняться в течение долгого времени. И, к счастью ученых, и фитолиты, и крахмальные зерна кукурузы и теосинте значительно отличаются друг от друга.
Первые микроскопические следы древней кукурузы обнаружились в отложениях осадочной породы на дне озер долины реки Бальсас. После этого археологи раскопали четыре доисторических скальных убежища в этом районе и в одном из них, под названием Шиуатоштла, были найдены ценные первые свидетельства существования кукурузы. На каменных орудиях из этой пещеры – в слое возрастом 8700 лет – в трещинах и неровностях были обнаружены характерные зерна кукурузного крахмала. Кроме этого, на орудиях, а также в образцах осадочной породы с внутренней поверхности пещеры, были и фитолиты кукурузы.
По фитолитам удалось узнать дополнительные подробности о том, как древние мексиканцы употребляли кукурузу. В частности, ранее ученые предполагали, что кукурузу могли выращивать из-за ее стеблей. Жесткая защитная оболочка зерен теосинте портила их вкус, а вот сахарную мякоть стебля вполне можно было употреблять в пищу или даже использовать для приготовления ферментированного напитка – что-то вроде рома из теосинте. Фитолиты, содержащиеся в стебле и стержне початка кукурузы, отличаются друг от друга, и при изучении образцов из пещеры Шиуатоштла ученые обнаружили множество фитолитов из стержней, а вот фитолиты из стеблей отсутствовали. Получается, первых местных земледельцев привлекало прежде всего зерно кукурузы, по крайней мере в данном районе. Более того, зерна, по всей видимости, уже подверглись генетическим изменениям, связанным с введением растения в культуру, и избавились от жесткой оболочки, поскольку фитолитов из таких оболочек обнаружено не было. Другие археологические памятники на территории Панамы, возрастом от 6000 до 7000 лет (4000–5000 годы до н.э.) представляют похожую картину: люди использовали в пищу початки, а не стебли. Возможно, охотники-собиратели сначала действительно ели сахарные стебли, а не зерна, а после выведения культуры, когда растение уже несколько изменилось, переключились на початки. Но также возможно, что употреблять в пищу зерна теосинте не составляло такой уж трудности. В размоченном или перемолотом виде они вполне съедобны, и некоторые мексиканские фермеры и по сей день используют зерна теосинте на корм скоту.
Эта находка – следы древней кукурузы в сезонном тропическом лесу в мексиканских низменностях – имеет большое значение. Теперь ученым известно, что кукурузу стали выращивать на два с половиной тысячелетия раньше, чем появились те свидетельства, которые используют для обоснования теории о том, что данное растение было введено в культуру в горных районах. Новая версия происхождения кукурузы также более логична: теосинте Бальсас, ее ближайший дикорастущий родственник, в естественной среде встречается в низинах, а не на склонах гор.
Но после всех изысканий остается важнейший вопрос. Начиная с 1493 года эта культура американского происхождения молниеносно распространилась по свету, поселившись в самых разных климатических условиях, даже в самых негостеприимных уголках планеты. Мировой успех кукурузе обеспечила ее исключительная изменчивость, но откуда появилось это изумительное многообразие, если у этого растения был единственный источник происхождения – в низинах юго-западной части Мексики?
Сильное и заметное разнообразие
В книге «Изменения домашних животных и культурных растений», изданной в 1848 году, через девять лет после «Происхождения видов», Чарлз Дарвин писал об американском происхождении, древности и удивительном разнообразии кукурузы:
Маис, несомненно, американского происхождения, и туземцы культивировали его на всем континенте, от Новой Англии до Чили. Его культура должна быть весьма древней… я нашел на перувианском берегу початки маиса вместе с восемнадцатью видами современных морских моллюсков в береговых отложениях, которые были подняты по меньшей мере на 85 футов над уровнем моря. В соответствии с его древней культурой возникли многочисленные американские разновидности[26].
Дарвину не было известно о близком родстве кукурузы с однолетним мексиканским теосинте, а именно с подвидом, произрастающим в долине реки Бальсас. «Исходная форма, – утверждал ученый, – еще не найдена в диком состоянии». Но при этом далее Дарвин приводит историю о молодом индейце, который рассказал французскому ботанику Огюстену де Сент-Илеру о растении, удивительно напоминающем кукурузу, но с покрытыми шелухой семенами, которое «растет дико в сырых лесах его родины».
На Дарвина произвело сильное впечатление и заинтересовало то, что кукуруза изменилась так «сильно и заметно». Он полагал, что отличия между разновидностями растения сформировались по мере его распространения в северных широтах, поскольку «приспособленность к климату передается по наследству». Дарвин описывал эксперименты ботаника Иоганна Мецгера, пытавшегося выращивать в Германии различные американские сорта кукурузы – с прекрасным результатом.
Мецгеру удалось вырастить кукурузу из семян, привезенных из тропического района Америки. Вот что Дарвин сообщал о результатах опыта:
За первый год получились растения в двенадцать футов ростом, и вполне вызрело несколько семян; у нижних семян початка первоначальная форма сохранилась в точности, верхние же семена слегка изменились. Во втором поколении растения были ростом от девяти до десяти футов, и семена вызрели лучше; углубление на внешней стороне зерна почти исчезло, а первоначальный красивый белый цвет стал менее ярким. Некоторые семена стали даже желтыми, и по своей, теперь округленной форме они оказались ближе к обыкновенному европейскому маису. В третьем поколении сходство с первоначальной, весьма характерной американской формой почти утратилось. В шестом поколении эта кукуруза стала совершенно сходной с европейским сортом, описанным под названием второй подразновидности пятой расы.
