חמוציות גדלות על גפנים בביצות חוליות ובביצות. לאנס צ'ונג, USDA/Flickr

חמוציות הן מרכיב עיקרי במשקי בית בארה"ב בחג ההודיה - אבל איך הגיע שוכן הביצה הזה על שולחנות החג?

בהשוואה למיני צמחים יקרי ערך רבים שבויתו במשך אלפי שנים, חמוציות תרבותיות (מקרוקרטון חיסון) הוא גידול חקלאי צעיר, בדיוק כפי שארצות הברית היא מדינה צעירה וחג ההודיה היא חג חדש יחסית. אבל בתור מדען צמחים, למדתי הרבה על מוצאן של חמוציות מהבוטניקה והגנומיקה שלהן.

חדש בסצנת גידול הצמחים

בני אדם טיפחו סורגום במשך כ-5,500 שנים, תירס במשך כ-8,700 שנים ו כותנה במשך כ-5,000 שנה. לעומת זאת, חמוציות בויתו לפני כ-200 שנה - אבל אנשים אכלו את הגרגרים לפני כן.

חמוציות בר מקורן בצפון אמריקה. הם היו מקור מזון חשוב לאינדיאנים, שהשתמשו בהם בפודינג, רטבים, לחמים מזון נייד עתיר חלבון בשם פמיקן – גרסה של טורף לחטיף אנרגיה, עשוי מתערובת של בשר מיובש ושומן מהחי מרוחה ולעיתים משובץ בפירות יבשים. כמה שבטים עדיין מייצרים פמיקן היום, ואפילו לשווק גרסה מסחרית.

גידול חמוציות החל בשנת 1816 במסצ'וסטס, שם ותיק מלחמת העצמאות הנרי הול מצא כי כיסוי ביצות חמוציות בחול דשן את הגפנים ושמר מים סביב שורשיהם. משם, הפרי התפשט ברחבי צפון מזרח ארה"ב והמערב התיכון העליון.

היום, ויסקונסין מייצרת בערך 60% מקציר החמוציות בארה"ב, ואחריו מסצ'וסטס, אורגון וניו ג'רזי. חמוציות גדלות גם בקנדה, שם הן נמצאות יבול פרי עיקרי.

 
חקלאים מציפים לעתים קרובות ביצות חמוציות כדי לקטוף את הפירות, אותם הם גורפים מהגפנים. מייקל גאלווין, משרד הנסיעות והתיירות במסצ'וסטס/פליקר, CC BY-ND

צמח גמיש וניתן להתאמה

לחמוציות יש הרבה תכונות בוטניות מעניינות. כמו ורדים, חבצלות ונרקיסים, פרחי חמוציות הם הרמפרודיטיים, מה שאומר שהם מכילים חלקים זכריים ונקבים כאחד. זה מאפשר להם להאביק בעצמם במקום להסתמך על ציפורים, חרקים או מאביקים אחרים.

לפריחת החמוציות יש ארבעה עלי כותרת שמתקלפים כשהפרח פורח. כך נחשפים האנתרים, המכילים את אבקת הצמח. הדמיון של הפרח למקור של ציפור זיכה את החמוציות בשמה המקורי, ה"חמוציות".

כאשר חמוציות אינן מאביקות את עצמן, הן מסתמכות על דבורי בומבוס ודבורי דבש כדי להעביר את האבקה שלהן מפרח לפרח. הם יכולים להתפשט גם מינית, על ידי שתילת זרעים, או א-מינית, באמצעות השתרשות ייחורי גפן. זה חשוב למגדלים מכיוון שהריבוי מבוסס זרעים מאפשר מגוון גנטי גבוה יותר, מה שיכול לתרגם לדברים כמו עמידות מוגברת למחלות או סבילות רבה יותר למזיקים.

רבייה א-מינית חשובה באותה מידה, עם זאת. שיטה זו מאפשרת למגדלים ליצור שיבוטים של זנים בעלי ביצועים טובים מאוד בביצות שלהם ולגדל עוד יותר מאותם סוגים בעלי ביצועים גבוהים.

כל חמוציות מכיל ארבעה כיסי אוויר, וזו הסיבה שהם צפים כאשר חקלאים מציפים ביצות כדי לקצור אותם. כיסי האוויר גם גורמים לחמוציות גולמיות לקפוץ כשהן מופלות על משטח קשה - אינדיקטור טוב אם הן טריות.

כיסים אלה ממלאים תפקיד ביולוגי: הם מאפשרים לגרגרים לצוף במורד נהרות ונחלים כדי לפזר את זרעיהם. צמחים רבים אחרים מפזרים את הזרעים שלהם דרך בעלי חיים וציפורים שאוכלים את הפירות שלהם ומפרישים את הזרעים כשהם מסתובבים. אבל כפי שיודע כל מי שטעם אותם גולמיים, חמוציות הן חמוציות במיוחד, אז יש להן ערעור מוגבל לחיות בר.

קריאת DNA של חמוציות

על כך שחמוציות הן גידול צעיר כל כך, המדענים כבר יודעים הרבה על הגנטיקה שלהם. החמוציות הוא דיפלואיד, כלומר כל תא מכיל קבוצה אחת של כרומוזומים מההורה האימהי וקבוצה אחת מההורה האב. יש לו 24 כרומוזומים, וגודל הגנום שלו הוא פחות מעשירית מהגנום האנושי.

תובנות כמו אלה עוזרות למדענים להבין טוב יותר היכן עשויים להיות ממוקמים גנים בעלי ערך פוטנציאלי בגנום החמוציות. וגידולים דיפלואידים נוטים להיות בעלי פחות גנים הקשורים לתכונה אחת, מה שהופך את הרבייה שלהם כדי להדגיש את התכונה הזו לפשוטה הרבה יותר.

חוקרים תיארו גם את הגנטיקה של קרוב משפחתו הפראי של החמוציות התרבותיות, המכונה "חמוציות קטנות" (Vaccinium oxycoccos). השוואה בין השניים יכולה לעזור למדענים לקבוע היכן שוכנות התכונות החשובות מבחינה אגרונומית של החמוציות התרבותיות בגנום שלה, ומאיפה עשויה להגיע חלק מהקשיחות הקרה של החמוציות הקטנות.

החוקרים הם פיתוח סמנים מולקולריים - כלים לקבוע היכן נמצאים גנים או רצפים מסוימים של עניין בתוך הגנום - כדי לעזור לקבוע את השילובים הטובים ביותר של גנים מזנים שונים של חמוציות שיכולים לשפר את התכונות הרצויות. לדוגמה, מגדל עשוי לרצות להפוך את הפירות לגדולים יותר, מוצקים יותר או בצבע אדום יותר.

בעוד שחמוציות גודלו על ידי בני אדם רק לתקופה קצרה של זמן, הם מתפתחים הרבה יותר זמן. הם נכנסו לחקלאות עם היסטוריה גנטית ארוכה, כולל דברים כמו אירועי שכפול גנום שלם וצווארי בקבוק גנטיים, אשר משנים באופן קולקטיבי אילו גנים מתקבלים או אובדים לאורך זמן באוכלוסייה.

אירועי שכפול של גנום שלם מתרחשים כאשר גנומים של שני מינים מתנגשים ויוצרים גנום חדש וגדול יותר, המקיף את כל התכונות של שני מיני ההורים. צווארי בקבוק גנטיים מתרחשים כאשר אוכלוסייה מצטמצמת מאוד בגודלה, מה שמגביל את כמות המגוון הגנטי במין זה. אירועים אלו שכיחים ביותר בעולם הצומח ויכולים להוביל הן לרווחים והן להפסדים של גנים שונים.

ניתוח הגנום של החמוציות יכול להצביע על מתי היא התפצלה מבחינה אבולוציונית מקרובי משפחתה, כמו האוכמניות, הלינגונברי וההאקלברי. הֲבָנָה כיצד המינים המודרניים התפתחו יכול ללמד מדעני צמחים כיצד תכונות שונות עוברות בתורשה, וכיצד להתרבות ביעילות עבורן בעתיד.

בשלה בזמן הנכון

הקשר ההדוק של חמוציות לחג ההודיה היה פשוט עניין מעשי בהתחלה. חמוציות טריות מוכנות לקטיף מאמצע ספטמבר עד אמצע נובמבר, כך שחג ההודיה נופל בחלון המושלם הזה לאכילתן.

רוטב חמוציות תואר לראשונה באופן רופף בדיווחים מהמושבות האמריקאיות במאה ה-1600, והופיע ב ספר בישול לראשונה בשנת 1796. הטעם הטארט של פירות היער, שמקורו רמות גבוהות של מספר סוגי חומצות, הופך אותם לחומציים ביותר מפי שניים מרוב פירות האכילה האחרים, ולכן הם מוסיפים תחושה של ברכה לארוחה מלאה במאכלים סתמיים יותר כמו הודו ותפוחי אדמה.

בעשורים האחרונים הסתעפה תעשיית החמוציות מיצים, חטיפים ומוצרים אחרים במרדף אחר שווקים לאורך כל השנה. אבל עבור אנשים רבים, חג ההודיה הוא עדיין הזמן שבו הם צפויים לראות חמוציות בצורה כלשהי בתפריט.

סרינה דסלביו, דוקטורט. מועמד בגנטיקה וגנומיקה, אוניברסיטת טקסס A & M

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.