Kad je rođena plemenita vinova loza i gdje? Ima li ikakve šanse da joj je rodno mjesto i u Europi? Kako je od prvoga grožđa, koje je na “početku svijeta” bilo samo crno, nastalo bijelo i crveno grožđe? Otkuda muškatne arome u vinu? Kako bi najstarija vinova loza, divlja vinova loza – silvestris, od koje su nastale sve vinove loze svijeta, mogla biti spasonosna škrinjica koja krije ključna rješenja za probleme modernog svijeta? Odgovore na sva ta pitanja i brojne podatke koji će odgovoriti i na druge dvojbe dalo je, ili im je širom otvorilo vrata, najnovije istraživanje koje je prije nekoliko dana objavljeno u Scienceu.
Objaviti svoje istraživanje u Scienceu, najprestižnijem svjetskom akademskom časopisu, san je svih znanstvenika svijeta. Samo sedam posto svih prijavljenih radova koji im pristignu u Scienceu ocijene vrijednim objavljivanja. Takvo prestižno priznanje ovih je dana zaslužio dr. sc. Goran Zdunić, znanstvenik iz splitskog Instituta za jadranske kulture i melioraciju krša. Jedan je od autora tog udarnog istraživanja upravo objavljenog u Scienceu, na što su ovih dana ponosni svi u splitskom Institutu za jadranske kulture.
O čemu je riječ? Dr. sc. Goran Zdunić bio je važan dio velikog tima svjetskih znanstvenika koji su proveli do sada najveće istraživanje o podrijetlu, domestikaciji i širenju vinove loze. Rad i rezultati toliko su vrijedni da su dobili i naslovnicu najnovijeg broja Sciencea. O čemu se točno radi, u ekskluzivnom intervjuu za Slobodnu Dalmaciju govorio nam je dr. sc. Zdunić. Na početku je skromno rekao da nije baš siguran da je prvi i jedini s naših strana koji je autor u Scienceu i ne bi se to usudio tvrditi:
Kinezi inicijatori
– Američki Science i Nature multidisciplinarni su znanstveni časopisi koji prihvaćaju baš važna otkrića. Jako je teško publicirati u tako prestižnom časopisu pa se to ne događa baš često u biotehničkom području, a ni u prirodnim znanostima. Ovo jest velika stvar, naravno, izuzetno mi je drago da nam je istraživanje objavljeno u Scienceu, i čast mi je i zadovoljstvo biti u jednom takvom međunarodnom timu koji je došao do ovako važnog otkrića o domestikaciji vinove loze.
Kako je osnovan tim i koliko je dugo trajalo istraživanje?
– Istraživanje je proveo jedan međunarodni konzorcij, a inicijativa je došla od kolega iz Kine, koji su napravili nekoliko zapaženih radova na vinovoj lozi, i to upotrebom modernih metoda sekvencioniranja DNA.
Kinezi su inicijatori ovog istraživanja o vinovoj lozi, a oni zapravo nisu vinska zemlja. Zašto Kina?
– Zbog toga što Kinezi imaju vrlo napredne znanstvene tehnike i metode. Sekvencioniranje DNA počelo je 2007. godine, tada je talijansko-francuski konzorcij sekvencionirao prvi genom vinove loze i to je bilo jako skupo. I danas je to jako skupo. Međutim, Kinezi imaju moćne uređaje za sekvencioniranje, oni imaju kadrove za to i imaju iznimnu bioinformatiku. Da bismo mogli napraviti ovakav rad, trebali su nam moćni laboratoriji. Kinezi ih imaju, a imali su i volju i odriješene ruke da analiziraju najveći mogući broj uzoraka koje smo mogli prikupiti. Prikupili smo više od 3500 uzoraka na kojima smo proveli sekvencioniranje cjelokupne DNA. Tu je bilo oko 2000 uzoraka kultivara i oko 1000 uzoraka silvestrisa – divlje loze. Trudili smo se što je god moguće više obuhvatiti genetsku raznolikost i koncentrirali smo se na stare povijesne, tradicionalne sorte, dakle one koje su prolazile kroz povijest, one koje su putovale, tako da možemo vidjeti genetsku strukturu i bliskost tih starih današnjih sorti i silvestrisa.
Koliko je znanstvenika sudjelovalo u ovom istraživanju i kad je počelo?
– Na ovom se projektu počelo raditi neposredno prije korone i, evo, sad smo došli do finala. Inicijativa je bila kineska, a cilj je bio ispitati genetsku strukturu vinove loze i pokušati vidjeti gdje su bili počeci njezina uzgoja. U istraživanju je sudjelovalo gotovo 90 znanstvenika iz cijele Europe i Kine, a iz Hrvatske sam sudjelovao ja iz Instituta za jadranske kulture. Poziv da sudjelujem u ovom istraživanju dobio sam zahvaljujući mojem radu na divljoj lozi. Vitis silvestris, divlja loza, prilično je ugrožena i nema puno populacija u Europi. One se nalaze u pojedinim zemljama, sva sreća da mi imamo takve populacije i da smo ih počeli istraživati. To je bilo zapaženo i zbog toga smo i dobili poziv da se uključimo u ovu mrežu znanstvenika i ovo istraživanje. Kad smo počeli s istraživanjima silvestrisa u Hrvatskoj, okupio sam jedan međunarodni tim iz europskih zemalja poglavito za silvestris i onda smo napravili jednu europsku mrežu znanstvenika za istraživanje divlje loze. I evo, sad nastavljamo.
Kako se ovo veliko istraživanje provodilo?
– Analizirali smo do sada najveći broj uzoraka vinove loze, više od 3500 različitih genotipova kultivirane loze i silvestrisa. Radili smo metodom sekvencioniranja cjelokupne DNA. Zajedno sa svim ostalim uzorcima, sekvencionirali smo oko 80 uzoraka naših autohtonih hrvatskih kultivara, plavca malog, pošipa i svih ostalih, a isto tako i oko 60 uzoraka silvestrisa prikupljenih na području Hrvatske i nešto malo na području BiH. Ono što čini vrijednost cijelog ovog rada i posla je što smo prikupili uzorke iz svih glavnih područja uzgoja vinove loze na svijetu. Prije svega tu mislim na Europu, dakle to su Francuska, Njemačka, Španjolska, Italija, Portugal, Hrvatska, zatim Turska, Bliski istok, Armenija… Istraživači su iz svih tih zemalja koje su kontribuirale s uzorcima i to je bilo vrlo zahtjevno.
Rođena prije 11 tisuća godina
Jedno je od važnih otkrića u ovom istraživanju i da se povijest plemenite vinove loze pomaknula 3000 godina unatrag. Do sada se uvijek govorilo da je plemenita vinova loza rođena u Gruziji prije 8000 godina. Istraživanjima za ovaj rad sada se utvrdilo da je i starija od toga?
– Tako je, sad se utvrdilo da je plemenita vinova loza rođena prije 11 tisuća godina. Dakle, to se dogodilo još davnije nego što smo mislili, i to u neolitiku, otprilike u vrijeme kad je počela i domestikacija žitarica. Prije se smatralo da su se žitarice najprije domesticirale, a da je čovjek tek nakon nekoliko tisuća godina počeo upotrebljavati plodove vinove loze, pa je samim tim počeo i njezinu selekciju. Međutim, ovim radom to pozicioniramo ranije, znači kultiviranje vinove loze počelo je otprilike u isto vrijeme kad i žitarica. Moderne genetičke analize imaju mogućnost procjene vremena. Mi smo u ovaj rad uključili arheobotaničare, a to su stručnjaci znanstvenici koji na osnovi DNA mogu procijeniti i staviti te naše rezultate u povijesni kontekst.
Neki radovi u posljednjih desetak godina pokazivali su da možda nije bio samo jedan domestikacijski centar vinove loze na području Kavkaza, nego da je vjerojatno bilo više takvih događaja, a jedan od njih možda na području zapadne Europe…
– Ovim je istraživanjem ta mogućnost o zapadnoj Europi kao domestikacijskom centru odbačena. Mi ovim radom pokazujemo da je bio samo jedan domestikacijski događaj i on se zbio na području Kavkaza i zapadne Azije. To što smo mi vidjeli genetsku bliskost zapadnoeuropskih sorti, poput chardonnaya, cabernet sauvignona, merlota i ostalih, sa silvestrisom zapravo je introgresija, što znači da su se sorte, kako su išle iz svojeg primarnog centra s Bliskog istoka, na tom svom putu pri dolasku križale sa silvestrisom. One su tako dobile određene gene od divlje loze, što je u biti stvaralo šum u ukupnoj slici o domestikaciji vinove loze, pa su mnogi istraživači zaključivali da je bilo više domestikacijskih događaja. Problem je bio u tome što nisu imali dovoljan broj uzoraka kao ovo istraživanje, ni ovako precizne metode koje smo mi primijenili u ovom radu da bismo došli do potpunije slike.
Dakle, početak plemenite vinove loze ipak je bio na Kavkazu, i to na jednome mjestu?
– Da, na jednome mjestu, i naš rad pokazuje da su odvojeno domesticirane sorte za upotrebu u svježem stanju i vinske sorte. To se dogodilo na Kavkazu i na području Bliskog istoka. To je cijelo šire područje koje je zaslužno za domestikaciju ne samo vinove loze, nego i ostalih poljoprivrednih kultura masline, žitarica, to je gen-centar za mnoge poljoprivredne kulture. Netko to naziva Bliskim istokom, netko zapadnom Azijom, ali to je prostor između Crnog mora, Kaspijskog jezera, gore je Turska, a dolje Izrael, Palestina, Azerbajdžan. Najvjerojatnije zbog toga što su tu bile prve civilizacije, tu su ljudi počeli upotrebljavati prve plodove, što im je u biti omogućilo da krenu u prve migracije.
Kako se kretala vinova loza iz tog svojeg osnovnog domestikacijskog centra na Bliskom istoku? Kojim je putem došla u Europu?
– Jedna skupina koja je domesticirana na području Kavkaza (današnja Gruzija i susjedne zemlje), i iz koje su zapravo nastale vinske sorte, širila se kopnenim putem prema srednjoj Europi, dok se druga skupina, u kojoj su bile stolne sorte, širila mediteranskom rutom preko afričkih zemalja i Grčke, pa zatim preko Balkanskog poluotoka i Apeninskog poluotoka do zapadne Europe. Rezultati su, dakle, otkrili dvije ishodišne populacije istočnog silvestrisa iz kojih su nastale sorte. Obje su grupe izvorno selekcionirane radi potrošnje grožđa u svježem stanju, mada je vidljivo da je grupa s područja južnog Kavkaza sudjelovala u stvaranju vinskih sorti, dok je druga grupa, s područja zapadne Azije, selekcionirana samo za potrošnju grožđa u svježem stanju.
Konzervirani geni
Ovim istraživanjem došli ste do “mora” podataka, neki od njih su toliko zanimljivi da će zaslužiti posebne priče. Istražili ste muškatne mirise u lozi, bojenje kožice… Zbog čega je u ovoj priči posebno važna divlja loza?
– DNA je nasljedna tvar koja se nalazi kod svih živih bića, pa tako i kod vinove loze, a sekvencioniranje DNA postupak je kojim određujemo kako se jedna individua razlikuje od druge i na taj način dobivamo uvid u genetsku strukturu. Genom predstavlja genetske informacije, odnosno upute za sintezu funkcionalnih proteina, što na kraju s okolinom rezultira specifičnim fenotipom. Informacije o genomu pomoći će nam da bolje razumijemo funkcije gena. U ovome radu pokušali smo vidjeti i svojstva koja su bila pod selekcijskim pritiskom, odnosno što su ljudi birali što će dalje razmnožavati i tako se kroz povijest nakupila raznolikost sorti. Kod divlje loze toga nije bilo. Divlja loza nije bila izložena djelovanju čovjeka i neki su geni kod nje ostali konzervirani, što nam u današnje vrijeme može biti dragocjeno.
Prije ovog istraživanja vi ste analizirali našu divlju lozu, naš silvestris ovdje u Hrvatskoj. Otkad se vi bavite divljom lozom, to ni u svijetu nije baš čest interes…
– Još kad sam bio u Americi, na Fulbrightu, počeo sam istraživati silvestris i to me je dovelo do toga da sam u Institutu za jadranske kulture preko Hrvatske zaklade za znanost prijavio projekt istraživanja silvestrisa. Onda smo pronašli populacije silvestrisa, istražili smo njihovu genetsku strukturu i to je u biti bila naša ulaznica za ovaj konzorcij i istraživanje. U posljednje vrijeme divlji srodnici kultiviranog bilja sve više zaokupljaju pozornost, postaju sve važniji u svjetlu klimatskih promjena, zbog toga što su neselekcionirani materijal i postoji mogućnost da još uvijek kriju određene korisne gene.
Vi zapravo tražite pomoć od startne nepokvarene prirode s početka svijeta za nove moderne probleme? Možda majka priroda ima odgovor.
– Točno tako. Došli smo, recimo, do saznanja da silvestris ima određene alele, odnosno gene, za otpornost na pepelnicu, a znamo da je pepelnica veliki problem u modernom uzgoju vinove loze. Znači, nama će u budućnosti biti jako važno oplemenjivačkim alatima te gene prenijeti možda u neke supersorte koje bi se mogle stvarati. Nadamo se i mislimo da postoje i neki drugi geni, primjerice na različite biotske stresove, osobito na sušu, jer suša je ogroman problem i upravo u tome vidimo mogućnosti da sve te naše rezultate upotrijebimo u unaprjeđivanju uzgoja vinove loze. Mi smo tijekom ovog rada i sastavili referentni genom za silvestris, tako da će ovaj rad poslužili budućim istraživačima koji se budu bavili genomikom silvestrisa da po njemu istražuju. Ovaj veliki projekt ide dalje, nije završen, mislim da će konzorcij imati još prilika za zajedničku publikaciju.
