Съедобная история человечества. Еда как она есть – от жертвоприношения до консервной банки

Продукты как технология

Что олицетворяет щедрость природы лучше, чем початок кукурузы? Легким движением руки он извлекается из стебля без потерь и повреждений. Он упакован вкусными, питательными ядрами, более крупными и многочисленными, чем у других злаков. Он окружен листовой шелухой, которая защищает его от вредителей и влаги. Одним словом, кукуруза – дар природы, даже в упакованном виде. Но внешний вид обманчив. Поле кукурузы или любой другой культуры – это тот же искусственно созданный продукт, что и микрочип, журнал или ракета. Как бы нам ни хотелось думать о сельском хозяйстве как о чем-то естественном, десять тысяч лет назад это показалось бы чем-то из области фантастики. Для охотников-собирателей каменного века аккуратно возделанные поля, простирающиеся до горизонта, были бы весьма странным и незнакомым явлением. Обрабатываемая земля в той же степени технологический пейзаж, что и биологический. И в грандиозной схеме человеческого существования рассматриваемые технологии (одомашненные зерновые культуры) очень недавние изобретения.

Наши предки выделились из отряда обезьян около четырех с половиной миллионов лет назад, а «анатомически современные» люди появились около 150 тыс. лет назад. Все они были охотниками-собирателями, питавшимися растениями и животными, добываемыми в дикой природе. И только в течение последних 11 тыс. лет или около того люди начали окультуривать растения и дичь. Сельское хозяйство развивалось в зависимости от времени и места. К примеру, на Ближнем Востоке оно появилось около 8500 г. до н. э., в Китае – около 7500 г. до н. э., а в Центральной и Южной Америке – около 3500 г. до н. э. Из этих трех отправных точек технологии земледелия распространились по всему миру и стали главным средством производства продуктов питания.

Это привело к кардинальным изменениям для вида, изначально полагавшегося на кочевой образ жизни, основанный на охоте и собирательстве. Если 150 тыс. лет с момента появления современных людей сравнить с одним часом, то только в последние четыре с половиной минуты люди начали заниматься сельским хозяйством, а сельское хозяйство стало доминирующим средством жизнеобеспечения человека лишь в последние полторы минуты. От собирательства к земледелию, от естественного к технологическому способу производства продуктов питания человечество перешло совсем недавно и внезапно.

В сравнении с животными, многие из которых собирают и хранят семена и другие продукты питания, люди маниакальны в намеренном выращивании определенных культур, выборе и распространении их определенных характеристик. Как и ткачиха, плотник или кузнец, фермер создает полезные вещи, которые не встречаются в природе, причем делает он это с использованием модифицированных растений и животных. При этом любые свои творения он делает в гораздо больших количествах, чем если бы они существовали в естественных природных условиях. Значение полученных результатов переоценить невозможно, потому что именно они позволили создать современный мир. В частности, три одомашненных растения – пшеница, рис и кукуруза – оказались наиболее значимыми в организации жизни человека. Именно они стали основой развития цивилизации и по сей день не утратили своей актуальности.

Искусственная природа кукурузы

Кукуруза, более известная в Америке как маис, – лучшая иллюстрация того, что одомашненные культуры, несомненно, являются творениями человека. При этом заметим, что различие между дикими и выращенными растениями появилось не сразу. Это долгий процесс перехода от диких растений со свойственными им характеристиками к растениям, способным воспроизводиться только с помощью человека. Кукуруза как раз тот случай, когда в результате серии произвольных генетических мутаций из простой травы теосинте (teosinte) получился странный гигантский мутант, не способный выжить в дикой природе. Внешне кукуруза сильно отличается от дикой травы, до сих пор растущей в Мексике, хотя одно растение от другого отделяют всего лишь несколько генных изменений.

Одно очевидное различие между теосинте и кукурузой заключается в том, что его початок состоит из двух рядов съедобных ядер, защищенных окружающими их жесткими оболочками. Один ген, который современные генетики называют Tga1, контролирует размер этих оболочек. Мутация гена приводит к обнажению ядер, а это значит, что ядра с меньшей вероятностью переживут путешествие через пищеварительный тракт животного. В результате мутантные растения оказываются в худшем положении, чем немутантые (репродуктивный недостаток для немутантов, по крайней мере, в обычной схеме вещей). В то же время открытые ядра сделали теосинте намного привлекательнее для человека, так как исключается необходимость в удалении оболочки. Собрав только мутирующие растения с открытыми ядрами, а затем посеяв только их, фермеры могли увеличить долю растений с открытыми ядрами. Таким образом, мутация Tga1 делает растения, с одной стороны, более уязвимыми для выживания в дикой природе, а с другой – более привлекательными для их культивации. В результате оболочки в кукурузе стали настолько малы, что мы их почти не замечаем.

От теосинте до кукурузы

Другое очевидное различие между теосинте и кукурузой заключается в общей структуре, или архитектуре, двух растений. Именно она определяет положение и число мужских и женских органов, или соцветий. У теосинте, к примеру, сильно разветвленная архитектура с несколькими стеблями, в каждом из которых одно мужское (кисточка) и несколько женских соцветий (початки). Кукуруза, напротив, имеет один неразветвленный стебель, одну кисточку наверху и менее многочисленные, но более крупные початки, заключенные в листовую обвертку.

Обычно кукуруза – однопочаточное растение, но у некоторых сортов этой культуры могут быть два или три соцветия. Это структурное изменение, вероятно, является результатом мутации в гене, известном как Tb1. Для растения это имеет негативные последствия, так как процесс оплодотворения, при котором пыльца от кисточки должна пробиться к початку, становится сложнее. Но для человека такая мутация очень выгодна, так как небольшое число больших початков легче собирать, чем большое количество маленьких. В силу этого протофермеры скорее выбрали бы мутантов, хотя для самого растения это был бы не лучший вариант.

Початки, находившиеся ближе к земле, были ближе и к питательным веществам и потенциально могли вырасти намного больше. Еще раз. Этим процессом руководил человек. Протофермеры отдавали предпочтение растениям с большими початками, а ядра из этих початков использовали затем для посева. Таким образом, следы мутации, которые приводили к увеличению початков, наблюдались и в следующих поколениях кукурузы. Это подтверждают данные археологов. В одной пещере в Мексике была найдена связка початков, каждый из которых был больше предыдущего от полдюйма до восьми дюймов. Подтвердилось также и то, что кукуруза, привлекательная для людей, оказалась менее жизнеспособной в дикой природе. Растение с большим початком не может самостоятельно размножаться.

Чтобы растение росло, ядра должны быть вручную отделены от початка и посажены на достаточном расстоянии друг от друга. Это то, что могут сделать только люди. Короче говоря, растение оказалось полностью зависимым от людей. То, что началось как невольный процесс отбора, в конце концов стало обдуманным действием, так как протофермеры начали культивировать желательные для них качества. Перенося пыльцу с кисточки одного растения на другое, можно было создавать новые сорта, которые объединяли бы признаки своих родителей. Эти новые сорта хранили вдали от других сортов, чтобы предотвратить потерю желаемых черт. Исходя из генетического анализа, можно предположить, что один из специфических типов теосинте Balsas Teosinte, скорее всего, был прародителем кукурузы. Дальнейший анализ региональных сортов Balsas Teosinte показал, что эта кукуруза могла быть первоначально одомашнена в Центральной Мексике, в районе современных штатов Герреро, Мехико и Мичоакан. Отсюда кукуруза распространилась по всей Америке и стала основным продуктом питания для ацтеков и майя (Мексика), инков (Перу) и многих других племен и культур.

Но кукуруза могла стать основой здорового питания лишь при условии дальнейшего технологического прогресса. В процессе исследований в ней был обнаружен дефицит аминокислот лизина и триптофана, а также витамина ниацина – необходимых элементов полноценного питания человека. Когда кукуруза была всего лишь одним продуктом среди многих, эти недостатки не имели значения, поскольку другие продукты, такие как бобы и тыква, восполняли нехватку этих элементов. А вот кукурузная диета приводит к пеллагре – заболеванию, которое характеризуется тошнотой, грубой кожей, чувствительностью к свету и слабоумием. (Светочувствительность от пеллагры – основа мифа о вампирах, появившегося после распространения кукурузы в Европе в XVIII в.) К счастью, кукурузу можно безопасно обработать гидроксидом кальция в виде древесной золы или дробленых раковин. Их добавляют во время приготовления блюда либо смешивают с водой, создавая таким образом щелочной раствор, в котором кукурузу оставляют на ночь. Это смягчает зерна, а главное – высвобождает аминокислоты и ниацин, которые присутствуют в кукурузе в недоступной или «связанной» форме – ниацитине. Обработанные таким образом зерна ацтеки называли «никстамал», так что процесс известен сегодня как никстамализация. Эта практика, вероятно, была разработана еще в 1500 г. до н.э.; без этого великие кукурузные культуры Северной и Южной Америки могли бы не состояться.

Все это показывает, что кукуруза вообще не встречается в природе как продукт питания. Ее развитие было описано современными учеными как наиболее впечатляющий итог «одомашнивания» и генетической трансформации, которая когда-либо предпринималась. Эта сложная технология, разрабатывавшаяся многими поколениями, достигла такого уровня, что кукуруза в конечном счете оказалась не способна выживать самостоятельно в дикой природе, но зато смогла обеспечить едой целые цивилизации.

Зерновые инновации

Кукуруза – лишь один из самых экстраординарных примеров. Два других продукта – пшеница и рис – тоже рассматривались как основа цивилизации соответственно на Ближнем Востоке и в Азии. Они стали результатом селективных экспериментов, позволивших умножить желательные человеку мутации и создать необходимые продукты питания. Подобно кукурузе, пшеница и рис относятся к группе зерновых и также отличаются от диких предков наличием жесткого («небьющегося») рахиса (от греч. rhachis – хребет). По мере созревания диких зерен рахис становится хрупким, и на ветру его семена рассыпаются. Для диких растений такое строение рахиса вполне оправданно, так как гарантирует рассеивание только зрелых зерен. Но это очень неудобно для их сборщиков.

В то же время у небольшой части растений одиночная генетическая мутация не приводит к хрупкости рахиса, даже когда семена созревают. Такая ось называется «жестким рахисом». Для растений подобная мутация нежелательна, так как они не могут рассеять семена. Но это удобно для сборщиков диких зерен. Если, к примеру, часть зерен затем посадить для воспроизводства урожая, то в следующем году будет больше таких же мутирующих растений, и их доля с каждым годом будет расти. Археологи, проводившие полевые эксперименты, продемонстрировали, что происходит с пшеницей в этих случаях. Они показали, что растения с жесткими, «небьющимися», рахисами начинают доминировать внутри популяции примерно через 200 лет. (У кукурузы, кстати, початок – гигантский «небьющийся» рахис.)

Как и в случае с кукурузой, протофермеры отбирали желаемые характеристики в пшенице, рисе и других злаках в процессе «одомашнивания». В пшенице, прошедшей мутацию, жесткие клейковины, покрывающие каждое зерно, отделяются довольно легко, что способствует образованию так называемых самообмолачивающихся сортов. Следовательно, в дикой природе отдельные зерна при мутации слабо защищены, что плохо для растений. Фермеры же в этой ситуации, напротив, выигрывают, так как появляется возможность отделить съедобные зерна после обмолачивания снопов пшеницы на гумне. Да и при сборе зерен с земли крупные ядра собирать быстрее, чем мелкие и те, что в оболочках. Все это способствовало распространению полезных мутаций.

Еще одна черта, свойственная многим одомашненным культурам, – исключение семян из процесса спячки. Для прорастания многие семена требуют особых раздражителей – таких как холод или свет. К примеру, после заморозков они не прорастут осенью. Фермерам хотелось бы, конечно, чтобы семена начинали расти сразу после их посева. Если взять коллекцию семян, часть которых проявляет способность к анабиозу, а остальные нет, то те, что начинают расти сразу после посева, имеют больше шансов дать урожай и стать основой для следующего урожая. Так что любые мутации, подавляющие спячку семян, будут способствовать их размножению.

Точно так же и дикие злаки прорастают и созревают в разное время, а это значит, что независимо от графика осадков некоторые зерна созреют и дадут семена для следующего года. Сбор урожая с целого поля хорош для зерен, которые созрели к этому времени. Недозрелые или перезрелые семена будут менее жизнеспособны, если их сеять в следующем году. Таким образом, эффект исключения спячки заключается в том, чтобы сократить время созревания зерен и обеспечить одновременное поспевание урожая на всем поле.

С одной стороны, это плохо, потому что есть угроза потери всего урожая. С другой – хорошо. Вспомним историю с рисом, когда вмешательство человека помогло получить более высокие и крупные растения и, следовательно, облегчить сбор урожая благодаря появлению вторичных ветвей и увеличению размера зерен.

В то же время «одомашнивание» сделало пшеницу и рис более зависимыми от человека. Рис, например, потерял свою естественную способность выживать во время наводнений. Кроме того, пшеница и рис стали в меньшей степени способны к самовоспроизведению из-за отобранных человеком растений с «небьющимся» рахисом. Приручение пшеницы, риса и кукурузы (трех основных зерновых культур) и их младших братьев (ячменя, ржи, овса и проса) – всё это было вариациями на знакомую тему: более обильная пища и менее приспособленные растения.

То же самое происходило при одомашнивании животных – сначала овец и коз на Ближнем Востоке (около 8000 г. до н. э.) и вскоре после этого – быков и свиней. (Свиньи были одомашнены в Китае примерно в то же время, а куры в Юго-Восточной Азии – около 6000 г. до н. э.) По сравнению с дикими предками у большинства одомашненных животных меньше мозг и слабее зрение и слух. В силу этого снижается их способность выживать в дикой природе, но увеличивается послушание, что, конечно, устраивает фермеров.

В результате люди стали зависимы от своих творений, и наоборот. В целом же сельское хозяйство обеспечило более надежное и обильное снабжение продовольствием, а также подготовило почву для формирования более сложного общества и нового образа жизни. При этом наиболее важными были зерновые: пшеница и ячмень – на Ближнем Востоке, рис и просо – в Азии, кукуруза – в Америке. Цивилизации, которые впоследствии возникли на этих основах, в том числе и наша, обязаны генной инженерии.

Карта, показывающая мировые масштабы выращивания пшеницы, риса и кукурузы