Teens vækst

I omkring år 500 tilbragte den buddhistiske munk Bodhidharma ifølge legenden ni år med ansigtet mod væggen i en grotte, hvor han mediterede i stilhed, men stadig var vågen og fokuseret. Til sidst døsede han dog ind, og da han vågnede, var han så vred på sig selv, at han flåede øjenlågene af og smed dem på jorden i afsky. Af dette kasserede kød voksede en plante, som Bodhidharmas tilhængere kunne lave en drik af, som både stimulerede deres sind og beroligede deres nerver. Det var den første teplante, og drikken var perfekt til mediterende munke.

Plantens nyligt sekventerede genom fortæller dog en anden historie, hvilket betyder, at forskerne bliver nødt til at konstruere en mere plausibel beretning om teens forvandling fra en plante, der voksede vildt i Kina, til en afgrøde, der er grundlaget for verdens næstmest populære drik efter vand. Hver dag drikker verdens befolkning mere end 2 milliarder kopper te. Te dyrkes kommercielt i mere end 60 lande og giver en årlig høst på mere end 5 millioner tons blade, som plukkes eller skæres fra planternes friskeste vækst.

Teplantens rejse afspejles i dens navn, Camellia sinensis. Camellia angiver, at te er en træagtig plante, der er nært beslægtet med de prydbuske, der har fået en plads i utallige haver på grund af deres blomster, og sinensis angiver dens kinesiske oprindelse.

Den kinesiske udbredelse af teproduktion og -forbrug fra Kina til resten af verden er veldokumenteret. Te blev bragt til Japan af en anden buddhistisk præst omkring år 1200. Hollænderne bragte te til Europa i 1610, og englænderne fik smag for te omkring 50 år senere. Indtil midten af det 19. århundrede forsynede Kina Vesten med te, men efter årtiers spændinger, der resulterede i Opiumkrigene, forsøgte Storbritannien at dyrke te til sig selv i Indien. Herfra spredte te-dyrkningen sig i det britiske imperium og videre ud i verden.

Men det er sværere at fastslå, hvornår, hvor og hvorfor te først blev domesticeret, da det skete, før man begyndte at føre pålidelige skriftlige optegnelser. Det menes, at den først blev brugt i Kina som en lægeurt, sandsynligvis foretrukket på grund af dens mildt stimulerende egenskaber, før den blev en drik, der blev æret for sin delikate smag. De nuværende skøn anslår, at denne første brug fandt sted for 3.500-4.000 år siden. Men “den første utvetydige omtale af te i en tekst stammer fra en ansættelseskontrakt for ca. 2.000 år siden”, siger Lawrence Zhang, historiker ved Hong Kong University of Science and Technology. “En af de ting, som tjeneren skulle gøre, var at gå på markedet og købe denne plante til sin herre.”

Den tidligste arkæologiske dokumentation for at drikke te falder inden for en lignende tidsramme. I 2016 blev de karakteristiske molekylære komponenter i te fundet i plantemateriale indsamlet i det nordøstlige Kina og Tibet og derefter kulstof-dateret til ca. 2.100 år gammel1. Men for at gå endnu længere tilbage, til den tidligste husholdningshistorie med te, leder biologer efter spor i DNA’et fra nutidens teplanter.

Valg af egenskaber

Det er alt for forsimplet at forestille sig, at der er et øjeblik, hvor en vild plante forvandles til et landbrugsprodukt. “Normalt er der en indledende domesticering efterfulgt af en lang periode med forbedringer”, siger Jonathan Wendel, der er evolutionær genomiker for planter ved Iowa State University i Ames. “Og denne forbedring er stadig i gang hos mange af vores planter og dyr.”

For hver plante, der i dag dyrkes af mennesker, involverede den første domesticering, at mennesket begyndte at interessere sig for vildtvoksende planter – først indsamlede det f.eks. frugter eller blade – og derefter begyndte at dyrke dem til eget brug. Bevidst eller ubevidst, foretrækker dyrkere at opformere de planter, der bedst giver de egenskaber, de ønsker, hvilket udsætter den pågældende art for kunstig udvælgelse.

Over tid resulterer dette normalt i store ændringer af arten. F.eks. er teosinte, den vilde forfader til majs (majs), et stærkt forgrenet vildt græs, der bærer mange små aks – slående forskelligt fra de robuste enkeltstængler af dyrket majs, der kun producerer nogle få store aks. Til gengæld er de dyrkede paranødder næsten ikke til at skelne fra deres vilde forfædre.

Den vilde C. sinensis-planter er aldrig blevet identificeret entydigt, hvilket gør teens oprindelse uklar. Nære fætre af C. sinensis vokser i dag vildt i Kina og nabolandene, men de tilhører tydeligvis forskellige arter. Og i de tilfælde, hvor der er fundet vildtvoksende C. sinensis, mener de fleste forskere, at der er tale om vildtvoksende planter, der stammer fra afgrøder.

Denne situation er ikke særlig usædvanlig. “Det er blevet en sandhed, at de vilde former af de fleste af vores domesticerede afgrøder ikke eksisterer – de kan ikke findes”, siger Wendel. Der er mange grunde til dette, forklarer han. Planten kan f.eks. have været sjælden og drevet til udryddelse. Men uanset hvorfor den var det, betyder det, at forskerne ikke ved, hvorfra ted domesticeringen af te er foregået. De har ikke set den plante, der først blev udnyttet af mennesker, så de ved ikke, hvilke af den moderne plantes egenskaber der blev indført af mennesker. I stedet må de forsøge at udlede disse oplysninger fra antydninger i plantens DNA og dens biologi.

Den avl af te udvalgte sandsynligvis egenskaber som f.eks. højere udbytte, måske ved at vælge planter med sæsonbestemt ensartethed i væksten og modstandsdygtighed over for kulde og sygdom. Men der vil næsten helt sikkert også have været selektion for produktion af forbindelser, der gør det behageligt at drikke te. “Teens kvalitet skyldes hovedsagelig dens sekundære metabolitter”, siger Colin Orians, der er økolog ved Tufts University i Medford, Massachusetts. Men disse kemikalier “er der ikke for at få te til at smage godt for mennesker”, siger han. I stedet er de produkter af biokemiske veje, der hjælper teplanten med at overleve.

Vi kan ikke være sikre på, hvorfor hver enkelt af teens komponenter har udviklet sig, siger Orians, men nogle generelle principper giver os et fingerpeg. Koffeinet, som giver teen dens stimulerende virkninger, er et neurotoksin for insekter og andre hvirvelløse dyr og kan have antimikrobielle fordele. Katechiner – forbindelser, der bidrager til teens bitterhed og anses for at formidle de potentielle sundhedsmæssige fordele ved at drikke te – er flavonoider, som er en række antioxidantmolekyler, der hjælper planter med at håndtere oxidativt stress. Nogle giver også planten beskyttelse mod planteædere eller beskytter den mod ultraviolet stråling. Og theanin – det kemiske stof, der er forbundet med teens potentielt beroligende virkninger – er en aminosyre, der sandsynligvis bidrager til kvælstofbiokemi og syntesen af plantemateriale.

En eller anden kombination af disse forbindelser tiltrak først mennesker til vilde teplanter, men siden da er deres relative hyppighed sandsynligvis blevet ændret ved kunstig udvælgelse. “Jeg er ikke i tvivl om, at vi begyndte at kunne lide te på grund af koffeinen,” siger Orians, “men vi kan også godt lide, at vores stimulanser smager godt.” Tidlige tekster om te, der stammer fra det ottende århundrede, viser, at den ofte blev tilberedt med ekstra smagsstoffer som løg, ingefær, salt eller appelsin, hvilket tyder på, at teen alene var usmagelig. Smagen blev forbedret med innovationer i forarbejdningen af bladene – disse metoder gjorde det muligt at fremstille grøn, hvid, sort og oolong te af den samme plante – men te blev sandsynligvis også fremavlet for at opnå en bedre smag. Der eksperimenteres helt sikkert meget med at dyrke te-sorter – sorter, der er skabt ved selektiv forædling – med nye smagsprofiler, selv i dag. Men det er ikke klart, hvornår smagen begyndte at styre udvælgelsen.

A, C, G og te

I de sidste to årtier har genetiske analyser ændret forståelsen af mange afgrøders oprindelse, herunder majs, oliven og ris. Nu slutter te sig til dem.

Når planter bliver domesticeret, bliver de mere og mere genetisk forskellige fra deres vilde forfædre. De akkumulerer mutationer, der ligger til grund for de egenskaber, som dyrkerne udvælger, og varianter, der findes på kromosomområder tæt på disse mutationer, kan spredes sammen med dem. Efterhånden som tiden går, ophobes der også tilfældige genetiske forskelle. Derfor ændrer arterne sig genetisk, og hver enkelt plantestamme, der holdes adskilt fra andre stammer af avlerne, vil også udvikle sin egen genetiske profil. Uden en vild forfader at karakterisere kan disse ændringer ikke observeres direkte, men ved at katalogisere de nuværende stammers genotyper kan genetikere udlede noget af denne historie.

Analyse af de genetiske forskelle mellem dyrkede stammer afslører mest pålideligt, hvor tæt beslægtede stammerne er. Jo mere beslægtede to stammer viser sig at være, jo mere for nylig har de delt en fælles forfader. Genetikere kan derfor analysere nutidens sorter for at tegne stamtræer, der skildrer deres slægtskab. Det er kompliceret at udlede sådanne evolutionære historier for dyrkede planter ved krydsninger mellem sorter, men de hybrider, der opstår, har typisk genotyper, der klart er en blanding af to forskellige sæt af forældregener.

Genetikere kan også udlede, hvilke regioner af genomet der er blevet udvalgt af teproducenterne. Når en gunstig genetisk egenskab spredes hurtigt i en population – fordi landmændene vælger kun at avle teplanter, der har denne egenskab – er en hel kromosomal region med på turen. Det betyder, at andre versioner af genomregionen er forvist, og at denne del af genomet ikke varierer meget mellem stammer og individuelle planter – et sikkert tegn for genetikere på, at regionen indeholder et eller flere gener, der er relateret til en værdifuld egenskab.

Forskere har i 20 år brugt genetik til at forsøge at fastslå relationer mellem te-stammer og har anvendt stadig mere sofistikerede genetiske værktøjer. Der findes nu ca. 1.500 sorter, som traditionelt er blevet grupperet på bestemte måder. Den mest indlysende opdeling er mellem kinesisk te (C. sinensis var. sinensis) og Assam-te (C. sinensis var. assamica), som er opkaldt efter Assam-området i Indien, hvor den først blev dyrket. Kinesisk te har mindre blade end Assam-te og er mere tolerant over for koldere klimaer. Assam-te udgør kun en lille del af den te, der dyrkes i Kina, men dyrkes i stor udstrækning i Indien og andre varme lande. Forholdet mellem disse to sorter har imidlertid længe været usikkert, og det har også været uklart, hvordan andre vigtige undertyper, herunder Khmer-te, er beslægtet med dem.

Arbejde ledet af Lian-Ming Gao, en evolutionær plantegenetiker ved det kinesiske videnskabsakademis Kunming Institute of Botany, tyder på, at der er tre forskellige genetiske slægtslinjer af teplanter. Og, provokerende nok, foreslår Gaos hold, at dette resultat tyder på, at te blev domesticeret ved tre forskellige lejligheder. Den første slags er kinesisk te, som ifølge forfatterne sandsynligvis stammer fra det sydlige Kina. Men de finder to forskellige typer Assam-te: en kinesisk te fra den sydvestlige provins Yunnan og en indisk te fra Assam-regionen. Deres analyser viser også, at Khmer-te ikke er en selvstændig, særskilt slægt, men snarere en hybrid af assamica- og sinensis-sorterne.

De første resultater var baseret på genomiske fragmenter fra 300 prøver af te fra Kina og 92 fra Indien. To andre undersøgelser foretaget af Gaos hold ved hjælp af kloroplast-DNA og mere sofistikerede sekventeringsteknikker har efterfølgende understøttet disse grupperinger. Det har længe været foreslået, at kinesisk te og Assam-te kan have forskellig oprindelse, men ideen om, at Assam-te består af to forskellige slægter, der blev domesticeret hver for sig, er mere kontroversiel.

Gaos hold brugte derefter sine genetiske data til at vurdere, hvornår de tre slægter adskilte sig fra hinanden. Ved at tage de genetiske forskelle mellem stammerne og derefter estimere den hastighed, hvormed genetiske ændringer akkumuleres i sådanne planter, kan forskerne beregne, hvornår linjeføringer sandsynligvis sidst delte en fælles forfader. Sådanne beregninger tyder på, at sinensis- og assamica-varianterne adskilte sig for 22.000 år siden – længe før nogen foreslået dato for domesticeringen af te og i overensstemmelse med, at to vilde populationer er blevet domesticeret uafhængigt af hinanden.

Datoen for, at de kinesiske og indiske assamica-linjer delte sig, er meget nyere, nemlig for 2.770 år siden – efter at teen først blev domesticeret. Det kan derfor diskuteres, om disse slægter blev domesticeret uafhængigt af hinanden. Det er muligt, at assamica-sorten kun blev domesticeret én gang og blev transporteret af mennesker fra den ene region til den anden, hvilket gjorde det muligt for den at udvikle sig separat de to steder. “Der er blevet påvist tre forskellige genpuljer,” siger Wendel, “men det er langt fra tre forskellige domesticeringer.”

Xiao-Chun Wan, en biokemiker ved State Key Laboratory of Tea Plant Biology and Utilization ved Anhui Agricultural University i Kina, er også skeptisk over for denne konklusion. I 2016 offentliggjorde Wans gruppe en undersøgelse2 af teens evolutionære relationer, også ved hjælp af genomfragmenter, der viste en klar adskillelse mellem domesticerede C. sinensis og vilde tearter og viste, at sinensis-sorten danner en genetisk klynge adskilt fra assamica-sorten, selv om han ikke sammenlignede indiske og kinesiske former af assamica.

I samme undersøgelse forsøgte Wans gruppe også at identificere genetiske fodspor, der kunne afsløre den udvælgelsesproces, som den domesticerede te har gennemgået. De fandt foreløbige beviser for udvælgelse for flere enzymer, der er involveret i generering af sekundære metabolitter, herunder koffein. Deres arbejde viser den slags analyser, der bør blive endnu mere effektive nu, hvor et komplet genom er tilgængeligt, siger Wendel.

C. sinensis var. assamica-genomet3 blev offentliggjort i 2017, og Wans gruppe offentliggjorde et udkast til en sekvens4 af C. sinensis var. sinensis sinensis-genomet i 2018. Disse data gav indsigt i evolutionen af koffeinbiosyntesen i te. Wan siger, at genomet, som det tog et årti for hans gruppe at samle, “giver et solidt grundlag for undersøgelsen af domesticering i teplanter”, hvilket gør det muligt at foretage mere detaljerede undersøgelser af forskellene mellem stammerne. Til at begynde med viste en sammenligning af disse fulde genomer, at assamica- og sinensis-sorterne divergerede meget tidligere end foreslået af Gaos hold, idet det første estimat er 380.000-1.500.000 år siden4.

Spørgsmålet om, at sinensis- og assamica-sorterne blev domesticeret uafhængigt af hinanden, henleder opmærksomheden på begivenheder i det nittende århundrede, hvor Storbritannien først forsøgte at dyrke te i Indien. Et afgørende fremskridt skete, da Robert Fortune, en botaniker fra Skotland, i 1840’erne stjal teplanter fra Kina for at starte teplantager i Indien – og tog kinesiske tefarmere med sig for at gøre det. Fortunes tyveri er i overensstemmelse med idéen om, at C. sinensis kun blev domesticeret én gang – i Kina.

På tidspunktet for tyveriet dyrkede Storbritannien allerede en del te i Indien – men det var assamica-sorten. I 1823 havde Robert Bruce, også fra Skotland, rejst langs Assam-dalen. Der hørte han om en vild te, der blev høstet og indtaget – nogle gange som grøntsag, andre gange som en fermenteret drik – af det indfødte Singpho-folk. Da planten havde større blade end den kinesiske te, som han kendte, var Bruce usikker på, om det var en ægte te. Efter hans død begyndte hans bror, Charles Bruce, at dyrke Assam-te i Indien – mere end et årti før Fortunes bedrifter.

Singpho-folket kan derfor have været ansvarlig for en anden, uafhængig domesticering af te, selv om det stadig er muligt, at vandrende stammer som Shan-folket i Sydøstasien bragte denne te til Assam fra et andet sted. Det kan også være tilfældet, at Assam-te blev domesticeret uafhængigt i Kina. Men Yunnan, den vigtigste provins i Kina, hvor denne te dyrkes, ligger mindre end 1.000 km fra Assam. Det synes derfor muligt, at der kan finde en udveksling af landbrugsprodukter sted.

Genetiske analyser vil klarlægge forbindelserne mellem assamica-sorterne. Sådanne metoder er dog bedst at anvende sammen med historiske og arkæologiske beviser.

Nye brygninger

Det andet problem, når man definerer domesticering, er, at te-sorterne stadig bliver forfinet. Eric Scott, en ph.d.-studerende ved Tufts University, der arbejder med Orians om planternes forsvarsmekanismer, tilbragte juni og juli 2017 hos Shanfu Tea Company i Shaxian i Kina for at studere, hvordan teproducenter bruger forskellige sorter til at lave den bedste version af en nyligt populær type te.

Den grønne tebladhopper (Empoasca onukii) er et insekt, der æder teplanter, og den konventionelle reaktion på et angreb var at kassere de angrebne blade. Men i 1930’erne fandt landmænd i Taiwan ud af, at de overlevende blade gav en fremragende te. Når teplanterne angribes af bladhopper, reagerer de ved at producere et kemisk alarmsignal, der tiltrækker springende edderkopper, som er et naturligt rovdyr af bladhopper. “Disse alarmsignaler er tilfældigvis også lækre”, siger Scott. “De har en rigtig dejlig honningagtig, frugtagtig aroma, som ender i den forarbejdede te og virkelig øger kvaliteten.” Denne Eastern Beauty-te er på mode i øjeblikket, så landmændene er ved at undersøge, hvilke sorter der er mest gunstigt forvandlet af deres forsvarsmekanisme mod dette insekt.

Scott understreger, at dette blot er et eksempel på, at landmændene udforsker nye sorter for at lave bedre te, sammen med theaninrige, catechinfattige albino-mutanter og purpurblade sorter. Zhang er enig og siger, at teproduktionen i Indien er fokuseret på “store plantager, industrialiseret forarbejdning og mere central kvalitetskontrol”, mens te i Østasien hovedsagelig dyrkes på små gårde og med mere diversificering. “Te er i konstant bevægelse,” siger han.

Da menneskers selektive kraft aldrig står stille, vil genetikken altid ændre sig, siger Orians. “Domesticeringen slutter aldrig.”