Тривале дослідження з 1929 року виявило суттєві відомості про еволюцію ячменю, показавши його адаптацію до різних середовищ і значний вплив природного відбору. Це дослідження підкреслює обмеження еволюційної селекції та підкреслює необхідність подальших досліджень для підвищення врожайності.
Використовуючи один із найстаріших у світі біологічних експериментів, який розпочався у 1929 році, дослідники виявили, як на ячмінь, основну культуру, вплинули тиск сільського господарства та зміна природного середовища. Ці результати підкреслюють важливість довгострокових досліджень для розуміння динаміки адаптивної еволюції.
Виживання культурних рослин після їх розселення в різних середовищах є класичним прикладом швидкої адаптивної еволюції. Наприклад, ячмінь, важлива неолітична культура, широко поширився після одомашнення понад 10 000 років тому, щоб стати основним джерелом харчування для людей і худоби по всій Європі, Азії та Північній Африці протягом лише кількох тисяч поколінь. Таке швидке розширення та культивування піддали рослини сильному селективному тиску, включаючи штучний відбір бажаних ознак і природний відбір, змушений адаптуватися до різноманітних нових середовищ.
Генетичні висновки експерименту Композитний ячмінний крос II
Незважаючи на те, що попередні дослідження ранніх сортів ячменю виявили деякі елементи генетичної історії популяції рослини та нанесли на карту генетичні локуси, які сприяли його поширенню, швидкість і загальну динаміку цих процесів важко визначити без прямого спостереження. Використовуючи один із найстаріших і найтриваліших еволюційних експериментів у світі, композитний крос ячменю II (CCII), Джейкоб Лендіс та його колеги спостерігали за процесом місцевої адаптації ячменю протягом майже століття. CCII — це багатопоколільний експеримент із звичайним садом, який розпочався в 1929 році з метою адаптації генетично різноманітної популяції 28 сортів ячменю до умов навколишнього середовища Девіса, Каліфорнія.
Хоча експеримент розпочався з тисячами генотипів багато десятиліть тому, Landis et al. показують, що природний відбір різко скоротив це розмаїття, знищивши майже всі генотипи-засновники, що призвело до домінування однієї клонової лінії, яка становить більшу частину популяції. Цей зсув відбувся швидко, і клонова лінія встановилася до покоління 50. Відповідно до результатів, ця успішна лінія в основному складається з алелів, що походять із середземноморських середовищ, як-от у Девіса. Крім того, автори показують, що гени, на які спрямований відбір, вказують на важливу роль у кліматі під час адаптації, включаючи сильний відбір на репродуктивний час.
«У цьому експерименті ми знайшли значні докази того, що місцева адаптація домінує в еволюції. Однак, незважаючи на раннє швидке збільшення врожайності в CCII, еволюційний підхід до селекції не зміг встигати за досягненнями, які спостерігалися завдяки методам розведення на основі родоводу», – пишуть Лендіс та ін. «Розуміння того, чому найбільш конкурентоспроможні генотипи, вироблені під час місцевої адаптації, не обов’язково мають найвищий урожай, буде представляти великий інтерес у майбутньому».