Больше чем 1 миллион человек умер от голодания и болезни во время ирландского Картофельного Голода (также известный как Большой Голод), между 1845 и 1852 — событие водораздела для ирландского, заставившего 1 миллион человек эмигрировать и питаемая напряженность между ирландскими католиками и протестантами в Англии, предложившими мало помощи. Все страдание было вызвано упадком, вытершим единственную разновидность картофеля — так называемого ирландского «lumper» — что ирландцы зависели от как основной урожай для кормления их роста численности населения.
Теперь, с помощью ДНК от сушивших lumper картофельных листов в гербариях, международная бригада упорядочила геном организма, разорившего ирландский урожай картофеля и нашедшего, что это было единственное напряжение подобной грибу патогенной Фитофторы infestans – не общее напряжение упадка, который долго был главным подозреваемым. Это – первый раз, когда ученые расшифровали геном древнего патогена растения и его хозяина растения от сушивших листьев — и бригада нашла, что это было исчезнувшее напряжение. «Потухшее напряжение вызвало пандемию в Ирландии и Европе», говорит Йоханнес Краузе, палеогенетик в университете Тюбингена в Германии, который является соавтором работы, опубликованной сегодня в iLife журнала открытого доступа. «Мы нашли его во всех этих листьях из Ирландии, из Англии, из Франции, из Германии. Одно напряжение. Затем это просто исчезло».
Международная бригада молекулярных биологов проследила историческое распространение P. infestans, подобного грибу оомицета, возникшего в Америках. Картофель был сначала одомашнен в современном Перу между 7000 и 10,000 лет назад.
Урожай был введен Европе испанскими исследователями в 16-м веке, вскоре после их завоевания Империи инки. Это скоро стало важным основным продуктом питания, игравшим главную роль в буме популяции 19-го века в Европе. Однако европейцы размножили картофель путем прививания кусочка картофеля — по существу растущие клоны только нескольких вариантов. В результате, когда упадок достиг Ирландии на судах, путешествующих между Америкой и Великобританией, P. infestans быстро распространенный через Ирландию, приводящую к разрушительному голоду.
Даже сегодня ирландская популяция 4,5 миллионов является меньше, чем три четверти того, чем это было в начале голода.С таким потенциалом для нанесения ущерба определенное напряжение P. infestans, который вызвал упадок, было очень интересно.
До сих пор исследователи думали, что смертельный преступник был напряжением — названный США 1 — который был наиболее распространен во всем мире кроме Южной Америки и Мексики перед 1970-ми. Для испытания той идеи молекулярные биологи проследили развитие 11 древних напряжений P. infestans от сушивших листьев картофеля и помидоров, забранных из Европы, Великобритании, Ирландии и североамериканца между 1845 и 1896, и сохранили в гербариях Ботанической государственной Коллекции Мюнхен и Королевский ботанический сад, Кью.
Исследователи извлекли фрагменты древней ДНК от листьев и были удивлены найти, что патоген был так хорошо сохранен, что они могли упорядочить древнюю ДНК непосредственно и восстановить ее геном. Затем они сравнили древнюю ДНК P. infestans со что 15 современных напряжений патогена.Они нашли, что напряжение, вызвавшее голод, который они назвали ТРАВОЙ 1, появилось в начале 19-го века, вероятно в США или Мексике. Это распространилось во всем мире в течение еще 50 лет после того, как голод начался, но исчез к началу 20-го века, вероятно потому что фермеры прекратили прививать lumpers и начали порождать гены устойчивости в картофель.
США 1 напряжение, обвиненное в фатальном упадке, тесно связаны с ТРАВОЙ 1 и явились результатом той же популяции. Но это отличалось в Америках перед первой основной вспышкой в Европе, говорит Эрнан Бурбано из Макс. Планка Института Биологии развития в Тюбингене, соруководителе исследования.
Мало того, что исследователи решили тайну напряжения, вызвавшего голод, но они также показали, что сушившие листья являются превосходным источником ДНК от древних патогенов — и открыли новую область исследования, чтобы понять, как патогены развиваются и как люди влияют на распространение болезни растений. «Удивительно, что Вы можете взять сушившие листья, сохраненные в течение многих лет между двумя листками бумаги, извлечь ДНК, поместить ее в последовательную машину и получить ее геном», говорит Краузе.Другие исследователи соглашаются. «Это – большой знак, что материалу гербариев нужно действительно уделить большое внимание для будущей работы», говорит эволюционный генетик Томас Гильберт из Копенгагенского университета. Он – соруководитель конкурирующей бригады, имеющей газету в обзоре в другом журнале. В том исследовании Гильберт и коллеги упорядочили ДНК от картофельных листов и сосредоточились на генах, отличающихся между древним напряжением голода и современными напряжениями P. infestans.
Он думает, что дальнейшая работа должна быть сделана, чтобы проверить, было ли так мало разновидности в напряжениях, вызвавших упадок в Ирландии и Европе. Тем не менее, он добавляет, «Я думаю, что это – очень хорошая газета.
Очевидно, я думаю, что это – прекрасная идея».