显示早期考古马图分布的地图,指出了本研究中包括的那些地点
植物与人

豆类驯化的启发性工作

你能用比太阳亮 10 亿倍的光做什么? 您可以做的一件事是检查 4000 年前的种子包衣。

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追踪作物驯化的方法之一是检查种皮。 随着农作物变得更加驯化,种皮也会变薄。 测量种皮可能是个问题。 一种方法是切片并测量它们,但如果您需要一种非破坏性方法来测量种皮怎么办?

输入 钻石灯. Diamond Light 是一个同步加速器。 它使电子在磁场中快速旋转,并在这样做时为它们提供能量,以便它们可以释放光子. 光的种类在红外线和 X 射线之间有所不同,具有不同的 光束线 用于不同的灯。 通过在 Diamond 的 I13-2 光束线上使用高分辨率 X 射线计算机断层扫描 (HRXCT) 技术,研究人员首次能够测量整个种子的涂层厚度。 结果在一篇新的开放获取论文中: 通过考古种子的同步加速器断层扫描记录了马(Macrotyloma uniflorum)驯化过程中的种皮变薄

“种皮厚度是驯化的重要指标,因为较薄的种皮意味着种子在浇水时发芽更快,”该论文的合著者 Dorian Fuller 解释道。 “但观察种皮的传统方法需要破坏和破坏考古标本。”

“通过其他方法可以在不破坏样品的情况下观察种皮厚度,但你只能观察种子上的一个斑点,”该论文的共同作者 Charlene Murphy 补充道。 “Diamond 的光束线使我们能够观察整个种子,并显示出单个样本的种皮厚度存在相当大的差异。”

马格, 单花巨藻 is 不是西方常见的豆子,但 这可能会随着正确的营销而改变. 它今天在印度仍然很普遍,但在考古记录中没有得到很好的研究。 它似乎是一种早期驯化的作物, 以及 Fuller 研究的其他 bean(免费访问).

显示早期考古马图分布的地图,指出了本研究中包括的那些地点
地图显示了早期考古马豆的分布,标明了本研究包括的那些遗址(Pa = Paithan,Pi = Piklihal,H = Hallur,S = Sanganakallu)。其他有马谱记录的地点 (1) Arikamedu (2) Veerapuram (3) Vikrampura 孟加拉国 (4) Ter (5) Saunphari (6) Perur (7) Noh (8) Nevasa (9) Ahirua Rajarampur (10) Brahmagiri (11) Ostapur (12) Inamgaon (13) Watgal (14) Tuljapur Garhi (15) Tokwa (16) Tekkalakota (17) 18) 辛格纳帕勒 (19) 桑霍尔 (20) 罗伊迪 (21) 罗希拉 (22) 佩达穆迪亚姆 (23) 派亚姆帕利 (24) 派坦 (25) 奥吉亚纳 (26) 纳尔汉 (27) 米塔萨尔 (28) 马尔哈尔 (29) 卢德瓦拉 (30) 库鲁戈杜 (31) 库纳尔 (32) 考特 (33) 卡德巴克莱 (34) Kayatha (35) Iinjedu (36) Hulas (37) Hiregudda (38) Hattibelagallu (39) Harirajpur (41) Bhagimohari (42) Banawali (43) Golbai Sassan (44) Apegaon (45) Adam (46) Daimabad (47) Kanmer (2.12.3) Lotehswar。还显示了预测的原始野生范围。地图由 QGIS 开发团队创建,QGIS 2015- Lyon 2017。QGIS 地理信息系统。开源地理空间基金会项目。http://www.qgis.org/。来源:Murphy 和 Fuller (XNUMX)

这是 HRXCT 首次应用于整个考古种子。 富勒和墨菲发现,即使是单个种子,豆子的厚度也会有所不同。 他们指出,这可能是“由于同一种子不同部位炭化过程中的不同收缩和炭化后的损坏导致明显变薄”。 由于这种变化,他们认为需要大样本才能进行精确测量,这使得非破坏性测量方法更有价值。

这是马电种子图像的切片。
这是马豆种子的切片图像。点击可放大。图片来源:钻石光源

在分析的 17 个样本中,种子可分为两个不同的组,较厚的(野生型)种皮,平均厚度超过 10 微米,以及较薄的(更驯化的)种皮,平均厚度在 15 到 XNUMX 微米之间。 结果表明,马草的驯化发生在公元前第二个千年,到公元早期几个世纪,种皮的厚度相当固定。 研究结果还显示了 HRXCT 可用于观察各种驯化谷物和豆类(如豌豆)的潜力。

开展这项工作的 I13 首席光束线科学家 Christoph Rau 说:“光束线是一种独特的工具,涉及从生物组织的高分辨率成像到古生物学研究的广泛应用。 在这种情况下,光束线使团队能够以令人难以置信的微米级分辨率生成种子的 3D 图像,而不会损坏他们宝贵的样本”

“我们将继续与戴蒙德合作,研究其他有趣的考古种子,以及它们是如何被驯化的,”富勒总结道。 “豌豆就是一个很好的例子——野豌豆会自然地从豆荚中弹出,但驯化的豌豆只有在栽培者将它们移走时才会离开豆荚——这是一种相当共生的关系。”

源材料 “自公元前 2000 年以来,同步加速器光便用于展示人类对种子的驯化”——Eurekalert

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作者

Alun Salt

Alun(他/他)是 Botany One 的制作人。他的工作是维护服务器的正常运行。

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