Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tìm thấy một sự kiện làm mát toàn cầu lớn xảy ra cách đây 4.200 năm có thể đã dẫn đến sự phát triển của các giống lúa mới và sự lây lan của lúa sang cả miền bắc và miền nam châu Á.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tìm thấy một sự kiện làm mát toàn cầu lớn xảy ra cách đây 4.200 năm có thể đã dẫn đến sự phát triển của các giống lúa mới và sự lây lan của lúa sang cả miền bắc và miền nam châu Á.
Nghiên cứu của họ được công bố trên tạp chí Nature Plants và do Trung tâm Sinh học hệ thống và gen của NYU dẫn đầu, sử dụng phương pháp tiếp cận đa ngành để tái tạo lại lịch sử của cây lúa và theo dõi sự di cư của nó trên khắp châu Á.
Lúa là một trong những cây trồng quan trọng nhất trên toàn thế giới, là cây trồng chủ lực cho hơn một nửa dân số toàn cầu. Nó được trồng lần đầu tiên cách đây 9.000 năm tại Thung lũng Dương Tử ở Trung Quốc và sau đó lan rộng khắp Đông, Đông Nam và Nam Á, tiếp theo là Trung Đông, Châu Phi, Châu Âu và Châu Mỹ. Trong quá trình này, lúa tiến hóa và thích nghi với các môi trường khác nhau, nhưng ít được biết về các tuyến đường, thời gian và các lực lượng môi trường liên quan đến sự lây lan này.
Trong nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu đã tái tạo lại phong trào lịch sử của lúa trên khắp châu Á bằng cách sử dụng toàn bộ bộ gen của hơn 1.400 giống lúa – bao gồm các giống japonica và indica, hai phân loài chính của gạo châu Á – kết hợp với địa lý, khảo cổ học, và dữ liệu khí hậu lịch sử.
Trong 4.000 năm đầu tiên trong lịch sử, trồng lúa chủ yếu ở Trung Quốc và japonica là phân loài được trồng. Sau đó, một sự kiện làm mát toàn cầu 4.200 năm trước – còn được gọi là sự kiện 4.2k, được cho là đã gây ra hậu quả lan rộng, bao gồm sự sụp đổ của các nền văn minh từ Mesopotamia sang Trung Quốc – trùng với lúa japonica đa dạng hóa thành các giống ôn đới và nhiệt đới. Các giống ôn đới mới phát triển lan rộng ở miền bắc Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản trong khi các giống nhiệt đới và lan sang Đông Nam Á.
Ông Rafal M. Gutaker, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trung tâm Sinh học hệ thống và gen của NYU, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Sự thay đổi khí hậu đột ngột này đã buộc các nhà máy, bao gồm cả cây trồng, phải thích nghi. Dữ liệu gen của chúng tôi, cũng như mô hình hóa nhợt nhạt bởi các cộng tác viên của chúng tôi, cho thấy rằng sự kiện làm mát xảy ra cùng lúc với sự gia tăng của japonica ôn đới, phát triển ở những vùng ôn hòa. Sự kiện làm mát này cũng có thể dẫn đến sự di cư của nông nghiệp lúa gạo. và cộng đồng nông dân vào Đông Nam Á. “
Michael D. Purugganan, Giáo sư sinh học bạc tại NYU, người đứng đầu nghiên cứu cho biết thêm: “Những phát hiện này sau đó được hỗ trợ bởi dữ liệu từ lúa khảo cổ học được khai quật ở châu Á, điều này cũng cho thấy sau sự kiện 4.2k, lúa nhiệt đới di cư xuống phía nam trong khi lúa cũng thích nghi với các vĩ độ phía bắc như các giống ôn đới”.
Sau sự kiện làm mát toàn cầu, gạo japonica nhiệt đới tiếp tục đa dạng hóa. Nó đến các đảo ở Đông Nam Á khoảng 2.500 năm trước, có thể là do mạng lưới thương mại rộng khắp và sự di chuyển của hàng hóa và dân tộc trong khu vực – một phát hiện cũng được hỗ trợ bởi dữ liệu khảo cổ học.
Sự lây lan của gạo indica gần đây và phức tạp hơn; Sau khi bắt nguồn từ Thung lũng Ganges thấp hơn của Ấn Độ khoảng 4.000 năm trước, các nhà nghiên cứu đã lần theo dấu vết di cư từ Ấn Độ vào Trung Quốc khoảng 2.000 năm trước.
Trong khi các nhà nghiên cứu đã nghĩ rằng lượng mưa và nước sẽ là yếu tố môi trường hạn chế nhất trong đa dạng lúa gạo, họ đã thấy nhiệt độ là yếu tố chính thay thế. Các phân tích của họ cho thấy sự tích tụ nhiệt và nhiệt độ có liên quan rất mạnh mẽ đến sự khác biệt về bộ gen giữa các giống lúa japonica nhiệt đới và ôn đới.
“Nghiên cứu này minh họa giá trị của nghiên cứu đa ngành. Dữ liệu gen của chúng tôi đã cho chúng tôi một mô hình về nơi và khi lúa lan đến các khu vực khác nhau của châu Á, khảo cổ học cho chúng tôi biết khi nào và nơi lúa xuất hiện ở nhiều nơi khác nhau, và mô hình môi trường và khí hậu đã cho chúng tôi bối cảnh sinh thái, “Purugganan nói. “Cùng nhau, cách tiếp cận này cho phép chúng tôi viết một bản thảo đầu tiên về câu chuyện về cách thức phân tán gạo trên khắp châu Á.”
Hiểu được sự lây lan của lúa và áp lực môi trường liên quan cũng có thể giúp các nhà khoa học phát triển các giống mới đáp ứng các thách thức môi trường trong tương lai, như biến đổi khí hậu và hạn hán – có thể giúp giải quyết các vấn đề an ninh lương thực.
Được trang bị kiến thức về mô hình phân tán lúa và các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự di cư của nó, các nhà khoa học có thể kiểm tra sự thích nghi tiến hóa của lúa khi nó lan sang môi trường mới, cho phép họ xác định các tính trạng và gen để giúp các nỗ lực nhân giống trong tương lai.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học New York . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :