أظهرت دراسة إسرائيلية كندية متعددة التخصصات نُشرت في مجلة Nature Plants أن استئناس القمح لم يكن حدثًا لمرة واحدة، بل عملية طويلة ومتعددة المراحل، لعب فيها القمح البري من جنوب بلاد الشام دورًا محوريًا.
دراسة جديدة نُشرت في مجلة مرموقة النباتات الطبيعة أظهر تحليل الحمض النووي القديم لحبوب القمح المكتشفة في إسرائيل أن استئناس القمح لم يكن حدثًا بسيطًا لمرة واحدة، بل عملية طويلة ومعقدة ومتعددة المراحل، لعبت فيها أرض إسرائيل دورًا محوريًا. وتُلقي هذه النتائج ضوءًا جديدًا على أصول الزراعة، وتطور الحضارة الإنسانية، وأهمية الحفاظ على الحبوب البرية في إسرائيل لمستقبل الزراعة.
القمح ليس مجرد محصول زراعي فحسب، بل هو أكثر من ذلك بكثير. فعلى مدى آلاف السنين، كان أحد الركائز الأساسية التي مهدت الطريق للانتقال من حياة الصيد وجمع الثمار إلى الاستقرار الدائم، إذ وفرت زراعته مصدراً غذائياً مستقراً، يدوم طويلاً، ويسهل توزيعه نسبياً. وقد أدى إنتاج فائض غذائي إلى تحرير جزء من السكان من عناء البحث اليومي عن الطعام بمفردهم، مما مكّن من تطور التجارة، والتخصص المهني، وتقسيم العمل، وفي نهاية المطاف نمو المجتمعات المعقدة والحضارات الكبيرة. وبهذا المعنى، لم يقتصر دور القمح على إطعام البشر فحسب، بل ساهم أيضاً في تشكيل البنى الاقتصادية والاجتماعية والسياسية للعالم القديم. وحتى اليوم، يُعد القمح أحد أهم مصادر الغذاء في العالم، إذ يوفر 20% من السعرات الحرارية والبروتينات في النظام الغذائي البشري. لذا، فإن مسألة كيفية استئناس القمح ليست مجرد مسألة علمية تتعلق بنوع نباتي واحد، بل هي مسألة واسعة وعميقة تمس بدايات الزراعة، وقدرة الإنسان على إنتاج فائض من الغذاء، والأسس الاقتصادية والاجتماعية والثقافية التي بُني عليها المجتمع البشري.
تعزيز الفرضية القائلة بأن القمح البري قد تم استئناسه في جنوب بلاد الشام
تُعيد هذه الدراسة الجديدة صياغة إحدى أهم القصص في تاريخ البشرية. تُعزز النتائج فرضية أن القمح البري من جنوب بلاد الشام، بما في ذلك أرض إسرائيل، لعب دورًا محوريًا ومبكرًا في استئناس القمح، وتُضفي دعمًا جديدًا للقب الذي أطلقه أهارون أهارونسون، "أم القمح". إضافةً إلى ذلك، تُشير الدراسة إلى أن استئناس القمح لم يكن حدثًا بسيطًا ومُباشرًا وقع في مكان واحد، بل كان عملية طويلة وديناميكية ومتعددة المراحل، شهدت خلالها عدة عمليات تهجين بين سلالات القمح البري الشمالية والجنوبية، مما سمح بتدفق الجينات من السلالات البرية المحلية إلى سلالات القمح المستأنسة، وتكيفها مع البيئات المتغيرة.
وقد بدأ هذه الدراسة متعددة التخصصات من قبل البروفيسور زيون فهيمة، رئيس مختبر علم جينوم النبات في جامعة حيفا، والبروفيسور إيهود فايس، رئيس مختبر علم النبات الأثري في جامعة بار إيلان، بالتعاون مع العديد من الباحثين من مجالات علم الآثار وعلم النبات وعلم الزراعة وتربية النبات وعلم الوراثة للقمح والحمض النووي القديم وبنوك الجينات والمعلوماتية الحيوية وعلم الأحياء الحاسوبي وعلم جينوم النبات.
استندت الدراسة إلى تحليل تسلسلات الحمض النووي القديمة من حبوب القمح التي يتراوح عمرها بين 6,000 و 3,000 عام تقريبًا، والتي تم اكتشافها في مواقع أثرية في إسرائيل، بما في ذلك الكهوف في صحراء يهودا ومناجم النحاس في تمنة التي تعود إلى زمن الملك سليمان.
أجرى الباحثون تحليلات جينومية مقارنة بين تسلسلات الحمض النووي المستخلصة من المادة الوراثية القديمة وقاعدة بيانات ضخمة تضم تسلسلات من أصناف القمح البري، وأصناف القمح المدجنة التراثية من القمح ثنائي الحبة (القمح الإيطالي) والقمح القاسي، والتي تم تسلسل معظمها كجزء من هذا المشروع، وذلك لإعادة بناء أجزاء من التاريخ التطوري للقمح المدجن. وقد أسفرت هذه الدراسة عن صورة جديدة وأكثر تفصيلاً لإحدى أهم عمليات التدجين في تاريخ البشرية.
لقاء بين مجالات معرفية شديدة الاختلاف
يوضح البروفيسور زيون فهيمة، من قسم علم الأحياء التطوري والبيئي ومعهد التطور في جامعة حيفا، وأحد مؤسسي هذه الدراسة: "تكمن إحدى نقاط القوة الرئيسية لهذه الدراسة في التقاء مجالات معرفية شديدة التباين. فهذا بحثٌ يقع عند تقاطع علم الآثار، وعلم النبات، وعلم الوراثة، وعلم الجينوم، والتطور، ودراسة بدايات الزراعة. إن البذور القديمة المستخرجة من الأرض ليست مجرد بقايا جامدة من الماضي، بل هي مصدر للمعلومات الوراثية، أشبه بكبسولة زمنية، سمحت لنا بإعادة بناء العمليات التي حدثت منذ آلاف السنين. وتشير النتائج من إسرائيل إلى أن القمح القديم تشكّل في عملية معقدة تضمنت تدفق الجينات بين مجموعات سكانية مختلفة، وأحيانًا متباعدة، قبل وبعد التدجين. وهذه رؤية مهمة، لأنها تُظهر أن التدجين كان قائمًا على التقاء واختلاط وتهجين مجموعات جينية مختلفة، وهي عمليات حدثت على طول طرق التجارة البشرية في العالم القديم."
إحدى أهم نتائج الدراسة تتعلق بصفة تُعتبر علامة فارقة في تدجين القمح: الشوفان الذي لا يتفتت تلقائيًا عند نضجه. في القمح البري، يتفتت الشوفان ويتساقط لينشر البذور. لكن بالنسبة للإنسان الذي يسعى لحصاد الحبوب وجمعها، يُعدّ النبات الذي يبقى الشوفان فيه سليمًا ميزةً كبيرة. تُعرف هذه الصفة أيضًا باسم "الشوفان غير المتفتت"، وتُعتبر من أبرز علامات الانتقال من القمح البري إلى القمح المدجن. تنتج هذه الصفة عن طفرات في الحمض النووي تُضعف وظيفة جينين، هما Btr1-A وBtr1-B. بمرور الوقت، أصبحت هذه الطفرات بمثابة "بصمة جزيئية" لعملية التدجين.
الجينات التي مكّنت من استئناس القمح
يوضح البروفيسور آصاف ديستلفيلد، رئيس كلية علوم الحياة بجامعة حيفا ورئيس مختبر جينوميات الحبوب، الذي قاد البحث حول الجينات المسؤولة عن تحلل الشوفان: "تُعدّ الجينات المرتبطة بتحلل الشوفان من بين الجينات الرئيسية التي مكّنت من استئناس القمح. فما دام الشوفان يتحلل من تلقاء نفسه، يصعب حصاده وجمعه بكفاءة. وعندما تظهر طفرة تمنع هذا التحلل، تُهيأ إحدى أهم الشروط الأساسية لتطوير زراعة فعّالة. لذا، عندما نتتبع هذه الجينات، فإننا لا ندرس مجرد تغيير جيني عابر، بل لحظة حاسمة في العملية التي يتحول فيها نبات بري إلى محصول زراعي قادر على إعالة المجتمع البشري."
تقول يائيل ليف-ميروم، طالبة الدكتوراه في قسم علم الأحياء التطوري والبيئي ومعهد التطور بجامعة حيفا، تحت إشراف البروفيسور أساف ديستلفيلد، والمؤلفة الأولى للمقال: "إن ما يثير الحماس في هذه الدراسة هو القدرة على النظر مباشرةً إلى المراحل الوسيطة لتدجين القمح. فبدلاً من رؤية نقطة البداية فقط، وهي القمح البري، ونقطة النهاية، وهي القمح المدجن، تمكّنا من تحليل الجينوم المحفوظ في الحبوب القديمة. تُسجّل هذه الحبوب لحظةً حاسمةً في العملية، وتُظهر مدى تعقيد وديناميكية وتعدد مراحل مسار الزراعة أكثر مما كان يُعتقد حتى الآن."
تشير هذه الدراسة إلى أن الطفرات اللازمة لتحلل الشوفان ذاتيًا قد نشأت على الأرجح بشكل منفصل في مجموعات مختلفة من القمح البري، ثم اجتمعت لاحقًا من خلال التهجين الجيني. بل ويرجح الباحثون أن هذه العملية تكررت أكثر من مرة، مما أدى إلى ظهور سلالات مستأنسة مختلفة. وفي وقت لاحق، استوعبت هذه السلالات أيضًا أجزاءً من الحمض النووي من مجموعات محلية من القمح البري، على الأرجح كجزء من التكيف مع الظروف البيئية المتغيرة وتحسين قدرتها على البقاء في بيئتها المحلية.
تشير النتائج إلى أن العينات القديمة من إسرائيل تمثل شكلاً مبكراً من القمح المستأنس، والذي يتميز بتقارب جيني ملحوظ مع سلالات القمح المعروفة اليوم في إثيوبيا وشبه الجزيرة العربية والهند. ووفقاً للباحثين، تُعد هذه حلقة مفقودة مهمة في انتشار القمح القديم من بلاد الشام جنوباً وشرقاً. ويعزز هذا الاكتشاف فهمنا بأن القمح لم ينشأ في مكان واحد ويبقى فيه، بل انتشر تدريجياً على مساحة جغرافية واسعة، بالتزامن مع حركة السكان، ونقل المعارف الزراعية، وتطور شبكات التجارة القديمة.
مجموعة البذور الوطنية
يُعدّ البروفيسور إيهود فايس، من قسم مارتن زوس لدراسات أرض إسرائيل وعلم الآثار في جامعة بار إيلان، وأمين مجموعات البذور الوطنية، أحد أبرز الباحثين الذين بادروا بهذه الدراسة. وقد قام مختبره بتحليل العينات النباتية التي دُرست في هذه الدراسة، واكتشف حبوب قمح قديمة ضمنها. يؤكد البروفيسور فايس قائلاً: "تكمن فرادة هذه الدراسة في الجمع بين البقايا النباتية من المواقع الأثرية في إسرائيل وأدوات الجينوم المتقدمة. فالحمض النووي المستخلص من حبوب القمح القديمة من صحراء يهودا وتامانا يُمكّننا من دراسة أسئلة جوهرية حول بدايات الزراعة من خلال أدلة مباشرة من الماضي. تُعدّ هذه المقالة خطوة أخرى في بحثنا التعاوني الذي يجمع بين الحمض النووي النباتي الأثري القديم ودراسات قواعد بيانات الجينوم المعاصرة، مما يُبرز أهمية أرض إسرائيل كمركز للتدجين، وأهمية الاكتشافات النباتية الأثرية الإسرائيلية كمصدر نادر وغني بشكل خاص للمعلومات الجينية القديمة. ونحن نعمل حاليًا على مشاريع تعاونية إضافية تتناول نباتات غذائية مُدجنة أخرى، مما سيُوسّع معرفتنا بالماضي، ونأمل أن يُساهم في تطوير زراعة المستقبل."
أشرف على الحفريات كلٌ من الدكتور إيتان كلاين وأمير غانور من سلطة الآثار الإسرائيلية، والدكتور أوري دافيدوفيتش والدكتور روي بورات من الجامعة العبرية، والبروفيسور إيريز بن يوسف من جامعة تل أبيب. دُرست حبوب القمح في مختبر علم النبات الأثري برئاسة البروفيسور إيهود فايس في قسم الدراسات الإسرائيلية وعلم الآثار بجامعة بار إيلان، وجرى تحديدها باستخدام المجموعة الوطنية للبذور الموجودة في المختبر. خضعت حبوب القمح القديمة للتأريخ بالكربون المشع (الكربون-14). قُطعت كل حبة إلى نصفين، استُخدم نصفها للتأريخ والنصف الآخر لتحليل تسلسل الحمض النووي القديم.
تم الحصول على القمح البري والأصناف المستأنسة المستخدمة في الدراسة من الدكتورة تمار كروغمان، أمينة بنك جينات الحبوب البرية بجامعة حيفا، والدكتور روي بن ديفيد من المعهد البركاني، وبنوك الجينات التابعة لوزارتي الزراعة الإسرائيلية والأمريكية، وغيرهم. وإلى جانب الاكتشاف الأثري النباتي نفسه، يؤكد الباحثون أيضًا على الأهمية طويلة الأمد لمجموعات الحبوب البرية في البحث العلمي وتحسين الزراعة. يقوم بنك جينات الحبوب البرية التابع لمعهد التطور بجامعة حيفا بجمع وحفظ ودراسة المخزون الجيني الفريد للحبوب البرية في إسرائيل، ولا سيما القمح البري والشعير البري، وهما أصل بعض أهم المحاصيل الغذائية في العالم. تهدف أهداف البنك إلى جمع وحفظ واستخدام المخزونات الجينية الفريدة والغنية للحبوب البرية في إسرائيل، كأساس للبحوث النظرية والتطبيقية. يضم البنك أكثر من 18 نوع بري من الحبوب البرية، بما في ذلك أكثر من 6,000 نوع بري من القمح البري وما يقرب من 6,000 نوع من الشعير البري.
تتجاوز أهمية هذه المجموعات مجرد الحفاظ على النباتات البرية، فهي تحفظ للأجيال القادمة أصنافًا جينية نادرة، بعضها فُقد على مر آلاف السنين من التدجين والتهجين، ولكنها قد تكون حاسمة في المستقبل لتطوير أصناف قمح أكثر مقاومة للجفاف والحرارة والأمراض وتغير الظروف البيئية. وإذا كانت هذه الدراسة الحالية تروي قصة ماضي القمح، فإن مجموعات الحبوب البرية تُعدّ أيضًا، إلى حد كبير، مفتاحًا لمستقبله.
تقول الدكتورة تمار كروغمان، أمينة بنك جينات الحبوب البرية في معهد التطور بجامعة حيفا: "لا تُعدّ مجموعات الحبوب البرية مجرد أرشيف للماضي، بل هي بمثابة تأمين جيني للمستقبل. ففي هذه المجموعات، تُحفظ سلالاتٌ نشأت في الطبيعة على مدى آلاف السنين من التطور، وبعضها قد يكون بالغ الأهمية لتحسين القمح في عصر التغير المناخي وندرة المياه وانتشار الأمراض. وعندما نحافظ على القمح البري وأقاربه، فإننا في الواقع نحافظ على مخزون من الصفات التي يمكن أن تخدم الزراعة للأجيال القادمة".
إعداد القمح لمواجهة أزمة المناخ
إلى جانب أهميتها التاريخية، يحمل هذا البحث أهمية معاصرة. ففي ظل التحديات التي تواجه الزراعة العالمية اليوم، من تغير المناخ والأمراض والإجهاد الحراري والجفاف، تبرز أهمية فهم المسارات الجينية التي مكّنت القمح من التكيف عبر التاريخ. عمليًا، إذا عرفنا المتغيرات الجينية التي ساهمت في قدرة القمح على البقاء والانتشار والتكيف في الماضي، فسنتمكن من إعادة النظر في كيفية تحسين أصنافه لتناسب الزراعة في القرن الحادي والعشرين.
يقول البروفيسور كورتيس بوزنياك، من مركز تطوير المحاصيل وقسم علوم النبات في جامعة ساسكاتشوان بكندا: "إن فهم التاريخ الجيني للقمح مهم ليس فقط للبحوث الأساسية، بل أيضاً لمستقبل الزراعة. فعندما نفهم أي المتغيرات الجينية كانت مهمة في عمليات التدجين والتكيف، يمكننا أيضاً إعادة النظر في الموارد الجينية التي قد تساعد في تحسين القمح لمواجهة الظروف البيئية المتغيرة."
في نهاية المطاف، يكشف هذا البحث قصة أوسع بكثير من مجرد قصة محصول واحد. فهو يوضح كيف بدأ الإنسان بتشكيل بيئته من خلال انتقاء نباتات معينة، وكيف استمرت الطبيعة في التأثير على ما يبقى وما يختفي، وكيف أرست عملية استمرت لأجيال عديدة الأساس لمستوطنات دائمة، وفائض غذائي، وتجارة، ونشوء ثقافة إنسانية متطورة. وبينما تُعرض قصة استئناس القمح غالبًا على أنها بسيطة نسبيًا، يُظهر البحث الجديد أنها كانت على الأرجح عملية أكثر ثراءً وتعددًا وديناميكية.
المقال بعنوان "الحبوب القديمة تسلط الضوء على الأصل الفسيفسائي للقمح المستأنسأُجريت هذه الدراسة، بقيادة يائيل ليف-ميروم ونمرود أشكينازي وفالنتينا كليميوك، وبالتعاون مع باحثين من جامعة حيفا، وجامعة بار إيلان، وهيئة الآثار الإسرائيلية، وجامعة تل أبيب، والجامعة العبرية، ومعهد فولكاني، وجامعة ساسكاتشوان، ومؤسسات أخرى في إسرائيل وحول العالم. والباحثون الرئيسيون المذكورون في المقالة هم: البروفيسور زيون فهيمة، والبروفيسور إيهود فايس، والبروفيسور عساف ديستلفيلد، والبروفيسور كورتيس بوزنياك.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
من المعروف أن دقة تحديد الوقت ليست مئة بالمئة. ربما يكون هناك ما يقل قليلاً عن 60000 سنة، لنقل 5725 سنة. حسنًا...
إذا قرأنا في سفر التكوين، نجد أن قايين كان مزارعًا، وبالطبع، وفقًا لأقوال الحكماء، كان يزرع القمح. وكان هابيل راعيًا، فشكرًا جزيلًا على هذه المعلومة الجديدة، ولكن هذا أمرٌ معروفٌ بالفعل. وفي الوقت نفسه، من المعروف أن أرض إسرائيل هي أفضل الأراضي، لذا سأوجز ما أرادوا إخبارنا به، وهو أن التوراة حق، وهذا أمرٌ معروفٌ بالفعل.