بدأ تدجين الشعير في إسرائيل في منطقة الجليل

وذلك بحسب دراسة أجراها فريق دولي من الباحثين بقيادة باحثين إسرائيليين قاموا بأول رسم لجينوم الشعير منذ 6,000 عام من كهف في مسعدة كليف

أول خريطة في العالم لجينوم حبوب الشعير في عصور ما قبل التاريخ من العصر النحاسي قبل 6,000 سنة (العصر الحجري والنحاسي) أجراها فريق دولي من الباحثين من مؤسسات بحثية رائدة حول العالم بقيادة إسرائيل تظهر أن المكان الذي بدأ فيه تدجين الشعير كان هنا في إسرائيل، في شمال وادي الأردن ومنطقة الجليل في الأعلى وهذا هو أقدم جينوم نباتي تم إعادة بنائه حتى الآن. تظهر النتائج هذا الأسبوع في مجلة Nature Genetics المرموقة. "لقد اقتصرت معظم الأبحاث المتعلقة بالنتائج النباتية الأثرية حتى الآن على المقارنة بين العينات القديمة والمعاصرة بناءً على بنيتها الخارجية. حقيقة أننا تمكنا من رسم خريطة الجينوم لحبوب الشعير التي يبلغ عمرها 6,000 عام تتيح لنا لأول مرة الحصول على صورة أكثر موثوقية عن أصل الشعير وعمليات تدجينه، والتي كانت جزءًا أساسيًا من الثورة الزراعية التي لقد انتقل أسلافنا من مجتمع الصيد وجمع الثمار إلى مجتمعات دائمة تعتمد على الزراعة

المبادرون بالبحث هم البروفيسور ايهود فايس من قسم الدراسات والآثار الإسرائيلية في جامعة بار إيلان والبروفيسور صهيون فهيمة، رئيس معهد التطور في جامعة حيفا، إلى جانب فرق من الباحثين من بار إيلان. جامعة، من جامعة حيفا، من الكلية الأكاديمية تل حاي، من الجامعة العبرية، من معهد لايبنتس لعلم الوراثة النباتية وأبحاث المحاصيل الحقلية (IPK) في جاترسليبن، ألمانيا، من معهد ماكس بلانك لعلوم التاريخ البشري في جينا، ألمانيا، وأكثر من ذلك. بدأ البحث بالصعود على سلم حبل إلى كهف يقع على عمق 100 متر أسفل قمة مسعدة، واستمر في تسلسل الحمض النووي القديم، وانتهى بمقارنة البيانات بقاعدة بيانات وراثية لمئات من سلالات الحمض النووي للشعير من جميع أنحاء العالم لتحديد المكان. حيث بدأ الإنسان أولاً بتدجين الشعير.

تم التنقيب عن البذور التي يبلغ عمرها حوالي 6,000 عام في كهف يورام الواقع على الجرف الجنوبي لمسعدة، في صحراء يهودا، بالقرب من البحر الميت. تم العثور على هذه الحبوب وعشرات الآلاف من بقايا النباتات الأخرى خلال حفريات أثرية منهجية تحت إشراف الدكتور أوري دافيدوفيتش من معهد الآثار في الجامعة العبرية في القدس والدكتور نمرود ماروم من معهد زينمان للآثار في الجامعة حيفا. إن الوصول إلى الكهف الذي يقع على بعد حوالي 100 متر أسفل قمة مسعدة، صعب للغاية ويتطلب الصعود على قمة منحدر عمودي. يوضح دافيدوفيتش وماروم: "تم استخدام الكهف من قبل البشر لفترة قصيرة فقط خلال العصر النحاسي، منذ حوالي 6000 عام، على ما يبدو كمأوى مؤقت".
"تمنحنا هذه البقايا الأثرية فرصة فريدة لرسم خريطة جينوم نبات من العصر النحاسي لأول مرة. "لقد تم الحفاظ على المادة الوراثية بشكل جيد لآلاف السنين بفضل الجفاف الشديد والظروف السائدة في كهوف المنطقة"، يوضح البروفيسور فايس، الذي تم في مختبره التحليل الأثري النباتي للاكتشاف، بالتعاون مع طالبه ميشال ديفيد. ولتحديد عمر الحبوب القديمة، قام الباحثون بقطع كل حبة، وتم استخدام نصف حبة للتأريخ بطريقة الكربون 14 بينما تم استخدام النصف الآخر لتسلسل الحمض النووي القديم. وحتى الآن، لا يُعرف نجاح مماثل إلا في إعادة بناء المعلومات الجينية في ذرة ما قبل التاريخ من جنوب الولايات المتحدة، وذلك أيضًا من فترة زمنية لاحقة. "بالنسبة لنا، الحمض النووي القديم هو نوع من الكبسولة الزمنية التي تسمح لنا بالسفر عبر التاريخ ومراقبة عملية تدجين النباتات الغذائية في نقاط زمنية فريدة في الماضي"، يوضح فايس.

إن استخراج وتسلسل الحمض النووي القديم من الحبوب التي يبلغ عمرها 6000 عام، والذي تم في مختبر البروفيسور يوهانس كراوس من معهد ماكس بلانك لعلوم تاريخ البشرية في ألمانيا، ليس بالأمر الهين، لأن الحمض النووي مقسم إلى قطع صغيرة من 70-20 حرفًا فقط. "إن استعادة جينوم الشعير، الذي يحتوي على حوالي 5 مليارات حرف من هذه الأجزاء القصيرة، يشبه محاولة استعادة جرة فخارية قديمة تحطمت إلى ملايين القطع الصغيرة. لكن تقنيات الجينوم الموجودة اليوم والقوة الحاسوبية الهائلة المتاحة لنا سمحت لنا بإجراء دمج افتراضي لأجزاء الحمض النووي وإعادة بناء أجزاء كبيرة من الجينوم، بطريقة تسمح بفهم الجينوم بأكمله". شارييل هيبنر، من الكلية الأكاديمية تل حاي، ومختبرها يقع في معهد البحث العلمي في الجليل (ميجال).

خضع القمح والشعير لتدجين ZA، وهو الانتقال من حالة النبات البري إلى حالة النبات المزروع الذي تمت زراعته من أجل الغذاء منذ حوالي 10,000 عام، في منطقة الهلال الخصيب، والتي تمتد من إسرائيل والأردن الحاليين. عبر لبنان وسوريا وتركيا إلى العراق وإيران. وحتى يومنا هذا، لا تزال الأصناف البرية من هذه النباتات الغذائية الهامة موجودة في المنطقة، وهي من بين أنواع الحبوب الرئيسية التي تمت دراستها في معهد التطور في جامعة حيفا. "منشأ زراعة البذور في منطقتنا، ثم انتشرت بعد ذلك من هنا إلى أوروبا وآسيا وشمال أفريقيا. ويظهر البحث الحالي أن الشعير البري تم تدجينه في شمال البلاد، في شمال وادي الأردن والجليل الأعلى، ومن هناك انتشر إلى بقية أنحاء العالم"، يشرح البروفيسور صهيون فهيمة والبروفيسور أبراهام كورول من جامعة حيفا.
يقول الدكتور نيلز شتاين، الذي أجرى مقارنة الجينومات القديمة والحديثة في معهد لايبنيز لدراسة علم الوراثة النباتية وأبحاث المحاصيل الحقلية، "يظهر تحليلنا أن البذور المزروعة قبل 6,000 عام تختلف وراثيا تماما عن الأصناف البرية الموجودة في المنطقة اليوم. ومع ذلك، فإنها تظهر تداخلًا وراثيًا كبيرًا مع الأصناف المستأنسة المستخدمة في الزراعة التقليدية في منطقتنا." وتشير هذه النتيجة، في رأي الباحثين، إلى أنه على الرغم من كل المهن والهجرات التي عرفتها المنطقة منذ آلاف السنين، إلا أن السكان المحليين فضلوا زراعة "الأصناف التقليدية" الموجودة والمتكيفة مع ظروف المنطقة. ، على بذور النباتات الغذائية من بلدانها الأصلية.

المقارنة بين الحبوب القديمة و113 خطاً من الشعير البري التي تم جمعها على طول الهلال الخصيب، و137 "صنفاً تقليدياً" آخر (أي أصناف الشعير المحلية التي يستخدمها المزارعون في الزراعة التقليدية في الشرق الأدنى)، سمحت للدكتور شارييل هيبنر من الكلية الأكاديمية تل حاي، بالتعاون مع البروفيسور صهيون فهيمة والبروفيسور أفراهام كورول من جامعة حيفا، لحساب العلاقة الوراثية بين جميع الأصناف. وكشفت الحسابات أن المنشأ الجغرافي لتدجين الشعير كان في شمال وادي الأردن ومنطقة الجليل الأعلى. ويوضح الباحثون أن "النتائج الجينية مدعومة باكتشاف آخر لموقعين أثريين قريبين، حيث تم العثور على أقدم بقايا زراعة الشعير حتى الآن".

على الرغم من أن التهجين العشوائي مع الشعير البري قد حدث بشكل متكرر على مدى 6,000 عام الماضية، إلا أن الحبوب التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ من مسعدة تشبه بشكل مدهش "الأصناف التقليدية" المعاصرة من شرق البحر الأبيض المتوسط. يقول الدكتور مارتن ثانس من معهد ليبنيز لأبحاث علم الوراثة النباتية والمحاصيل الحقلية: "هذا اكتشاف مذهل، بالنظر إلى التغير الهائل في الطقس والنباتات والحيوانات المحلية والأساليب الزراعية في هذه الفترة الطويلة من الزمن".

جلب البحث الحالي الذي يجمع بين علم النبات وعلم الآثار وعلم الجينوم والمعلوماتية الحيوية رؤى جديدة حول أصل نباتاتنا الغذائية. "هذه مجرد بداية لسلسلة جديدة ورائعة من الدراسات،" كما يقول البروفيسور فايس. "إن تحليل الحمض النووي من البقايا الأثرية لنباتات ما قبل التاريخ سيزودنا برؤى جديدة حول أصل النباتات الغذائية، وبيئتها وانتشارها". والقوة الدافعة وراء هذا النجاح هي تحليل النتائج من قبل علماء الوراثة وأخصائيي المعلومات الحيوية المتخصصين في علم جينوم الحبوب. "نحن نواصل هذا البحث الواعد بهدف استخدام البيانات من كبسولات زمنية من هذا النوع لغرض تحديد الجينات المفيدة التي فقدت في عملية تدجين القمح والشعير" تلخيص فهيمة وكورول وهيبنر.