Under 500-talet tillbringade den buddhistiska munken Bodhidharma enligt legenden nio år med ansiktet mot väggen i en grotta och mediterade i tysthet, men var ändå vaken och fokuserad. Så småningom slumrade han dock till, och när han vaknade var han så arg på sig själv att han slet av sig ögonlocken och kastade dem till marken i avsky. Av detta kasserade kött växte en växt som Bodhidharmas anhängare kunde göra en dryck av som både stimulerade deras sinnen och lugnade deras nerver. Det var den första teplantan, och drycken var perfekt för mediterande munkar.
Plantans nyligen sekvenserade arvsmassa berättar dock en annan historia, vilket innebär att forskarna måste konstruera en mer trovärdig redogörelse för teets förvandling från en växt som växte vilt i Kina till en gröda som ligger till grund för världens näst populäraste dryck, efter vatten. Varje dag dricker världens befolkning mer än 2 miljarder koppar te. Te odlas kommersiellt i mer än 60 länder och ger en årlig skörd på mer än 5 miljoner ton blad, som plockas eller skärs av från plantans färskaste tillväxt.
Teplantans resa återspeglas i dess namn, Camellia sinensis. Camellia anger att teet är en vedartad växt, nära besläktad med de prydnadsbuskar som har fått en plats i otaliga trädgårdar på grund av sina blommor, och sinensis betecknar dess kinesiska ursprung.
Den kinesiska spridningen av teproduktion och -konsumtion från Kina till resten av världen är väldokumenterad. Te togs med till Japan av en annan buddhistisk präst omkring år 1200. Holländarna förde te till Europa år 1610, och engelsmännen fick smak för te cirka 50 år senare. Fram till mitten av 1800-talet försåg Kina västvärlden med te, men efter årtionden av spänningar, som resulterade i opiumkriget, försökte Storbritannien odla te för egen del i Indien. Därifrån spreds teodling i det brittiska imperiet och vidare.
Men det är svårare att fastställa när, var och varför te först domesticerades, eftersom det skedde innan tillförlitliga skriftliga dokument började föras. Man tror att det först användes i Kina som en medicinalväxt, som troligen föredrogs för sina milda stimulerande egenskaper, innan det blev en dryck som vördades för sina delikata smaker. Enligt nuvarande uppskattningar skedde den första användningen för 3 500-4 000 år sedan. Det första otvetydiga omnämnandet av te i en text kom från ett anställningskontrakt för cirka 2 000 år sedan”, säger Lawrence Zhang, historiker vid Hong Kong University of Science and Technology. ”En av de saker som tjänaren skulle göra var att gå till marknaden och köpa denna växt åt sin herre.”
De tidigaste arkeologiska bevisen på tedrickande faller inom en liknande tidsram. År 2016 hittades de utmärkande molekylära komponenterna i te i växtmaterial som samlats in i nordöstra Kina och Tibet, och som sedan koldaterades till cirka 2 100 år1. Men för att gå ännu längre tillbaka, till den tidigaste inhemska historien om te, letar biologer efter ledtrådar i DNA:t hos dagens teplantor.
Välja egenskaper
Det är alltför förenklat att föreställa sig att det finns ett ögonblick då en vild växt förvandlas till en jordbruksprodukt. ”Vanligtvis sker en första domesticering som följs av en lång period av förbättring”, säger Jonathan Wendel, en evolutionär genomiker för växter vid Iowa State University i Ames. ”Och den förbättringen pågår fortfarande hos många av våra växter och djur.”
För varje växt som för närvarande odlas av människor innebar den första domesticeringen att människor intresserade sig för vilda växter – först samlade de till exempel frukt eller blad – och sedan började odla dem för eget bruk. Medvetet eller omedvetet, genom att odlare föredrar att föröka de växter som bäst ger de egenskaper de vill ha utsätter de arten för artificiell selektion.
Med tiden resulterar detta vanligtvis i stora förändringar av arten. Till exempel är teosinte, majsens (majs) vilda förfader, ett starkt förgrenat vilt gräs som ger upphov till många små ax – påfallande annorlunda än den odlade majsens robusta enskilda stjälkar som bara ger upphov till några få stora ax. Däremot är odlade paranötter nästan omöjliga att skilja från sina vilda förfäder.
Teets ursprung är fördunklat på grund av att vilda C. sinensis-plantor aldrig har identifierats entydigt. Nära kusiner till C. sinensis växer idag vilt i Kina och grannländerna, men de tillhör helt klart olika arter. Och där vilda C. sinensis har hittats tror de flesta forskare att det rör sig om vilda plantor som härstammar från grödor.
Denna situation är inte särskilt ovanlig. ”Det har blivit en truism att de vilda formerna av de flesta av våra domesticerade grödor inte existerar – de kan inte hittas”, säger Wendel. Det finns många orsaker till detta, förklarar han. Växten kan till exempel ha varit sällsynt och drivits till utrotning. Men oavsett varför det var så innebär detta att forskarna inte vet från vilken punkt te-domesticeringen fortsatte. De har inte sett den växt som först exploaterades av människan, så de vet inte vilka av den moderna växtens egenskaper som infördes av människan. Istället måste de försöka dra denna information från ledtrådar i växtens DNA och dess biologi.
Förädlingen av te har förmodligen valt ut egenskaper som högre avkastning, kanske genom att välja växter med säsongsbunden enhetlig tillväxt och motståndskraft mot kyla och sjukdomar. Men med största sannolikhet har det också skett ett urval för produktion av föreningar som gör det till en njutbar upplevelse att dricka te. ”Teets kvalitet beror främst på dess sekundära metaboliter”, säger Colin Orians, ekolog vid Tufts University i Medford, Massachusetts. Men dessa kemikalier ”är inte till för att få teet att smaka gott för människor”, säger han. I stället är de produkter av biokemiska vägar som bidrar till teplantans överlevnad.
Vi kan inte vara säkra på varför var och en av teets beståndsdelar har utvecklats, säger Orians, men vissa allmänna principer ger oss ledtrådar. Koffeinet som ger teet dess stimulerande effekter är ett neurotoxin för insekter och andra ryggradslösa djur och kan ha antimikrobiella fördelar. Katekiner – föreningar som bidrar till teets bitterhet och som anses förmedla de potentiella hälsofördelarna med att dricka te – är flavonoider, som är en rad antioxidativa molekyler som hjälper växter att hantera oxidativ stress. Vissa ger också växten skydd mot växtätare eller skyddar den mot ultraviolett strålning. Och teanin – den kemikalie som är kopplad till teets potentiella lugnande effekter – är en aminosyra som sannolikt bidrar till kvävebiokemin och syntesen av växtmaterial.
Någon kombination av dessa föreningar lockade först människor till vilda teplantor, men sedan dess har deras relativa förekomst troligen förskjutits genom artificiellt urval. ”Jag tvivlar inte på att vi började gilla te på grund av koffeinet”, säger Orians, ”men vi vill att våra stimulantia ska smaka bra också.” Tidiga texter om te, från åttonde århundradet, visar att det ofta tillagades med extra smakämnen som lök, ingefära, salt eller apelsin, vilket tyder på att teet i sig var osmakligt. Smaken förbättrades genom innovationer i bearbetningen av bladen – dessa metoder gjorde det möjligt att producera grönt, vitt, svart och oolongte från samma växt – men det är också troligt att teet har förädlats för att få bättre smak. Det experimenteras säkert mycket med att odla teodlingar – sorter som skapats genom selektiv förädling – med nya smakprofiler, till och med i dag. Men det är oklart när smaken började styra urvalet.
A, C, G och te
Under de senaste två decennierna har genetiska analyser förändrat förståelsen av många grödors ursprung, bland annat majs, oliver och ris. Nu ansluter sig te till dem.
När växter domesticeras blir de allt mer genetiskt skilda från sina vilda förfäder. De ackumulerar mutationer som ligger till grund för de egenskaper som odlarna väljer, och varianter som hittas på områden av kromosomerna som ligger nära dessa mutationer kan spridas tillsammans med dem. Med tiden ackumuleras också slumpmässiga genetiska skillnader. Därför förändras arterna genetiskt, och varje växtstam som odlarna håller isär från andra stammar kommer också att utveckla sin egen genetiska profil. Utan en vild förfader att karakterisera kan dessa förändringar inte observeras direkt, men genom att katalogisera genotyperna hos nuvarande stammar kan genetiker härleda en del av denna historia.
Analysen av de genetiska skillnaderna mellan odlade stammar avslöjar mest tillförlitligt hur nära besläktade stammarna är. Ju mer besläktade två stammar visar sig vara, desto mer nyligen delade de en gemensam förfader. Genetiker kan därför analysera dagens odlingar för att rita släktträd som skildrar deras släktskap. Att härleda sådana evolutionära historier för odlade växter kompliceras av korsningar mellan sorter, men de hybrider som blir resultatet har vanligtvis genotyper som tydligt är en blandning av två olika uppsättningar av föräldrarnas gener.
Genetiker kan också härleda vilka genomregioner som har valts ut av teodlare. När en gynnsam genetisk egenskap sprids snabbt i en population – på grund av att odlarna väljer att endast förädla teplantor som har den – följer en hel kromosomregion med på resan. Detta innebär att andra versioner av den genomiska regionen är bannlysta och att sträckan av genomet inte kommer att variera mycket mellan stammar och enskilda plantor – ett säkert tecken för genetiker att regionen innehåller en eller flera gener som är relaterade till en värdefull egenskap.
Forskare har använt sig av genetik för att försöka fastställa släktskap mellan te-stammar i 20 år, och de har tillämpat allt mer sofistikerade genetiska verktyg. Det finns nu cirka 1 500 sorter, som konventionellt sett har grupperats på särskilda sätt. Den tydligaste uppdelningen är mellan kinesiskt te (C. sinensis var. sinensis) och Assam-te (C. sinensis var. assamica), som har fått sitt namn efter Assam-regionen i Indien där det först odlades. Kinesiskt te har mindre blad än Assam-te och tål bättre kallare klimat. Assam-te utgör endast en liten del av det te som odlas i Kina, men odlas i stor utsträckning i Indien och andra varma länder. Släktskapet mellan dessa två sorter har dock länge varit osäkert, och det har också varit oklart hur andra viktiga undertyper, inklusive Khmer-te, är besläktade med dem.
Arbete under ledning av Lian-Ming Gao, evolutionär genetiker inom växtgenetik vid den kinesiska vetenskapsakademiens botaniska institut i Kunming, tyder på att det finns tre olika genetiska släktskap av teplantor. Gaos grupp föreslår att detta fynd tyder på att teet domesticerades vid tre olika tillfällen. Den första sorten är kinesiskt te, som enligt författarna troligen kommer från södra Kina. Men de hittar två olika typer av Assam-te: ett kinesiskt te från den sydvästra provinsen Yunnan och ett indiskt te från Assam-regionen. Deras analyser visar också att Khmer-te inte är en egen separat släktlinje, utan snarare en hybrid av sorterna assamica och sinensis.
De första resultaten baserades på genomfragment från 300 prover av te från Kina och 92 från Indien. Två ytterligare studier av Gaos grupp, där kloroplast-DNA och mer sofistikerade sekvenseringstekniker användes, har senare stött dessa grupperingar. Det har länge föreslagits att kinesiskt te och Assam-te kan ha olika ursprung, men idén att Assam-te består av två olika linjer som domesticerades separat är mer kontroversiell.
Gaos grupp använde sedan sina genetiska data för att uppskatta när de tre linjerna skiljde sig åt. Genom att ta de genetiska skillnaderna mellan stammarna och sedan uppskatta hastigheten med vilken genetiska förändringar ackumuleras i sådana växter kan forskarna beräkna när linjerna troligen senast delade en gemensam förfader. Sådana beräkningar tyder på att sorterna sinensis och assamica skiljde sig åt för 22 000 år sedan – långt före något föreslaget datum för domesticering av te och i överensstämmelse med att två vilda populationer har domesticerats oberoende av varandra.
Datumet datum då de kinesiska och indiska assamica-linjerna skiljde sig åt är mycket senare, nämligen för 2 770 år sedan – efter det att teet först domesticerades. Det kan därför diskuteras om dessa linjer domesticerades oberoende av varandra. Möjligen domesticerades assamica-sorten endast en gång och transporterades av människor från den ena regionen till den andra, vilket gjorde att den kunde utvecklas separat på de två platserna. ”Det har påvisats tre olika genpooler”, säger Wendel, ”men det är långt ifrån tre olika domesticeringar.”
Xiao-Chun Wan, biokemist vid State Key Laboratory of Tea Plant Biology and Utilization vid Anhui Agricultural University i Kina, är också skeptisk till denna slutsats. År 2016 publicerade Wans grupp en studie2 av teets evolutionära relationer, också med hjälp av genomfragment, som visade på en tydlig åtskillnad mellan domesticerade C. sinensis-arter och vilda tearter, och som visade att sorten sinensis bildar ett genetiskt kluster skilt från sorten assamica, även om han inte jämförde indiska och kinesiska former av assamica.
I samma studie försökte Wans grupp också identifiera genetiska fotspår som skulle kunna avslöja den selektionsprocess som det domesticerade teet har genomgått. De fann preliminära bevis för urval för flera enzymer som är involverade i genereringen av sekundära metaboliter, inklusive koffein. Deras arbete visar på den typ av analys som borde bli ännu mer kraftfull nu när ett komplett genom finns tillgängligt, säger Wendel.
C. sinensis var. assamica-genomet3 publicerades 2017 och Wans grupp publicerade ett utkast till sekvens4 av C. sinensis var. sinensis-genomet 2018. Dessa data gav en inblick i evolutionen av koffeinbiosyntesen i te. Wan säger att genomet, som det tog ett decennium för hans grupp att sammanställa, ”ger en solid grund för undersökningen av domesticering hos teplantor”, vilket gör det möjligt att göra mer detaljerade undersökningar av skillnaderna mellan stammarna. Till att börja med visade en jämförelse av dessa fullständiga genomer att sorterna assamica och sinensis skiljde sig åt mycket tidigare än vad Gaos grupp föreslog, med den första uppskattningen 380 000-1 500 000 år sedan4.
Ansatsen att sorterna sinensis och assamica domesticerades oberoende av varandra drar uppmärksamheten till händelserna under 1800-talet, då Storbritannien först försökte odla te i Indien. Ett avgörande framsteg gjordes på 1840-talet när Robert Fortune, en botaniker från Skottland, stal teplantor från Kina för att starta plantager i Indien – och tog med sig kinesiska teodlare. Fortunes stöld är förenlig med idén att C. sinensis endast domesticerades en gång – i Kina.
Vid tiden för stölden odlade Storbritannien redan en del te i Indien – men det var sorten assamica. År 1823 hade Robert Bruce, även han från Skottland, rest längs Assamdalen. Där fick han höra talas om ett vilt te som skördades och konsumerades – ibland som en grönsak, andra gånger som en fermenterad dryck – av det inhemska Singpho-folket. Eftersom växten hade större blad än det kinesiska te som han var bekant med var Bruce osäker på om det var ett äkta te. Efter hans död började hans bror, Charles Bruce, att odla Assam-te i Indien – mer än ett decennium före Fortunes bedrifter.
Singphofolket kan därför ha varit ansvarigt för en andra, oberoende domesticering av te, även om möjligheten kvarstår att migrerande stammar som Shanfolket i Sydostasien förde med sig detta te till Assam från annat håll. Det kan också vara så att Assam-teet domesticerades självständigt i Kina. Men Yunnan, den viktigaste provinsen i Kina där detta te odlas, ligger mindre än 1 000 kilometer från Assam. Jordbruksutbyte verkar därför möjligt.
Genetiska analyser kommer att belysa släktskapen mellan assamica-odlingar. Men sådana metoder används bäst tillsammans med historiska och arkeologiska bevis.
Nya bryggerier
Det andra problemet när man definierar domesticering är att tesorter fortfarande förfinas. Eric Scott, en doktorand vid Tufts University som arbetar med Orians om växters försvarsmekanismer, tillbringade juni och juli 2017 på Shanfu Tea Company i Shaxian, Kina, för att studera hur teodlare använder olika sorter för att göra den bästa versionen av en nyligen populär typ av te.
Den gröna bladhoppan för te (Empoasca onukii) är en insekt som äter upp teplantor, och den konventionella reaktionen på ett angrepp var att slänga de drabbade bladen. Men på 1930-talet upptäckte jordbrukare i Taiwan att de överlevande bladen gav ett utmärkt te. När teplantorna angrips av bladhoppare reagerar de genom att producera en kemisk larmsignal som lockar till sig hoppande spindlar, ett naturligt rovdjur för bladhoppare. ”Dessa larmsignaler råkar bara vara utsökta”, säger Scott. ”De har en riktigt trevlig honung, fruktig arom som hamnar i det bearbetade teet och verkligen höjer kvaliteten.” Detta Eastern Beauty-te är på modet just nu, så odlarna utforskar vilka sorter som är mest gynnsamt transformerade genom sin försvarsmekanism mot denna insekt.
Scott betonar att detta bara är ett exempel på att odlarna utforskar nya sorter för att göra bättre te, tillsammans med theaninrika, katekinfattiga albino-mutanter och purpurbladsvarianter. Zhang håller med och säger att teproduktionen i Indien är inriktad på ”stora odlingar, industrialiserad bearbetning och mer central kvalitetskontroll”, medan te i Östasien främst odlas på små gårdar och med större diversifiering. ”Te är ständigt i rörelse”, säger han.
Då människors selektiva kraft aldrig står stilla kommer genetiken alltid att förändras, säger Orians. ”Domesticeringen tar aldrig slut.”