31.07.2022
Camelina e antiche colture di origini armene come biocarburanti per l’aviazioneLa camelina, nota anche come falso lino o Gold-of-Pleasure, è un'antica coltura di semi oleosi con applicazioni emergenti nella produzione di biocarburanti sostenibili a basso input. La ricerca multidisciplinare della Washington University di St. Louis sta rivelando le origini e gli usi della camelina e potrebbe aiutare a guidare le decisioni fondamentali per raggiungere il suo potenziale come materia prima per biocarburanti per un'industria aeronautica più ecologica in futuro. Il biologo Jordan Brock ha condotto diverse spedizioni sul campo per raccogliere la camelina selvatica durante il suo periodo come studente laureato alla Washington University, incluso un viaggio in Ucraina come National Geographic Explorer. "Particolarmente prezioso per me è stato vedere come le popolazioni rurali in Ucraina continuassero a coltivare la camelina, un raccolto che era andato perso in quasi tutta l'Europa", ha detto Brock. Brock, raffigurato qui nell'agosto 2017, ha raccolto microcarpa di Camelina selvatica fuori dal castello di Kremenets in Ucraina. Il castello del XIII secolo nell'oblast di Ternopil ospitava grandi popolazioni di camelina selvatica che crescevano attorno al suo bordo. (Foto per gentile concessione di Jordan Brock) La camelina potrebbe essere stata una coltura più importante e diffusa di quanto si pensasse in precedenza, secondo il nuovo studio di Brock sull'American Journal of Botany, coautore di Melissa Ritchey, dottoranda in antropologia, e Kenneth M. Olsen, professore di biologia, entrambi in Arti e Scienze alla Washington University. "Utilizzando molte prove, in questo caso archeologiche e genetiche, possiamo ottenere una comprensione molto più chiara della storia dell'addomesticamento delle colture e tracciare il declino e l'aumento del loro utilizzo nel tempo", ha affermato Ritchey. In questo studio, i ricercatori hanno determinato che la camelina è stata probabilmente addomesticata dalla regione del Caucaso vicino a quella che oggi è conosciuta come Armenia, da circa 6.000 a 8.000 anni fa. I ricercatori hanno affermato che i programmi di allevamento per migliorare questa coltura per applicazioni di biocarburanti dovrebbero tenere conto degli alti livelli di diversità genetica presente nella sua progenitrice selvatica, Camelina microcarpa, nell'Asia occidentale e nella regione del Caucaso. La storia della Camelina come coltura europea di semi oleosi è lunga, ma per molti aspetti poco conosciuta. Nei siti archeologici della prima età del ferro, i semi di camelina venivano tenuti separati dai semi di lino in deposito, indicando che venivano coltivati ​​separatamente. Camelina ha continuato a essere coltivata durante l'impero romano e all'inizio del XX secolo. La maggior parte dei Paesi dell'Europa occidentale ha smesso di coltivare la camelina negli anni '30 e '40, mentre scienziati e agricoltori in Russia, Svezia e Danimarca hanno continuato a coltivare e condurre prove sul campo con la camelina. Per questo particolare studio, gli scienziati della Washington University hanno utilizzato la genotipizzazione per sequenziamento di 185 accessioni, o campioni prelevati da un luogo specifico, di Camelina sativa e dei suoi parenti selvatici per esaminare la struttura della popolazione all'interno delle specie coltivate e la sua relazione con le popolazioni dei suoi animali selvatici. progenitore. In un'analisi complementare, hanno esaminato la letteratura archeologica per identificare i siti con resti archeobotanici di camelina e valutare i tempi e la prevalenza dell'uso in Europa e in Asia occidentale. "La stragrande maggioranza dei dati in archeobotanica proviene da resti di piante che vengono carbonizzati durante la combustione", ha detto Ritchey. “Purtroppo, l'alto contenuto di olio dei semi oleosi come la camelina li rende non effettivamente carbonizzati, ma solo distrutti durante il contatto con il fuoco. Tuttavia, sono stato ancora in grado di trovare molti dati, che ci hanno fornito le informazioni di cui avevamo bisogno. "C'erano anche un certo numero di "torte" di camelina trovate nei siti dei Vichinghi e dell'età del ferro nel nord Europa che sono davvero fantastiche!" lei disse. Ritchey ha anche scoperto tracce di camelina da Gordion in Turchia, un sito del patrimonio mondiale dell'UNESCO, e Kumtepe, un insediamento neolitico considerato il più antico insediamento permanente della Troas, la regione dell'Anatolia nord-occidentale, dove in seguito fu costruita Troia. Gli archeologi hanno a lungo teorizzato che la camelina fosse addomesticata nelle regioni intorno all'Armenia, mentre i genetisti delle piante avevano intrattenuto ipotesi diverse e contrastanti sulle origini della pianta come coltura. Ritchey ha dichiarato: "Attraverso le nostre analisi, siamo stati in grado di testare queste ipotesi e fornire un consenso più chiaro sulle prime apparizioni domestiche in Armenia". Il ritrovato interesse per la camelina ha stimolato un enorme aumento della ricerca molecolare sulla camelina e su come migliorarla. La breve stagione richiesta per la coltivazione della camelina, unita al suo basso fabbisogno di input, significa che potrebbe essere una coltura preziosa in aree con poche alternative. La Camelina può essere coltivata in terreni marginali, il che significa che gli agricoltori possono sfruttare terreni trascurati o comunque non seminativi per coltivarla. Queste qualità potrebbero essere migliorate attraverso l'allevamento o la modificazione genetica. Ma la mancanza di diversità nelle cultivar moderne della coltura rende questa prospettiva più impegnativa. "Purtroppo, la bassa diversità genetica presente nelle cultivar moderne sta presentando sfide per gli allevatori che cercano variazioni genetiche e tratti agricoli (maggiore resa, maggiore resistenza alle malattie, tolleranza alla siccità, ecc.), Che possono utilizzare per allevare cultivar di camelina migliori, ” ha detto Brock. "Capire la storia dell'addomesticamento della camelina è una scoperta importante e tempestiva perché questo sforzo ha identificato dove è presente una nuova diversità selvaggia, specialmente in Georgia e Armenia", ha detto Brock. "Questo potrebbe rivelarsi una soluzione alle sfide della bassa diversità genetica nella coltura". Il profitto potrebbe essere grande, sia per gli agricoltori interessati agli usi alimentari tradizionali sia per coloro che vogliono espandere l'uso della camelina come materia prima per i biocarburanti. "In definitiva, il suo utilizzo come biocarburante per l'aviazione sarebbe il più grande punto di svolta, poiché le compagnie aeree possono ridurre le emissioni di carbonio e rendere il volo più sostenibile utilizzando carburante per jet derivato dalla camelina", ha affermato Brock, che ora è una National Science Foundation (NSF ) ricercatore post-dottorato presso la Michigan State University. “Il carburante per jet derivato dalla camelina è già stato testato dall'aeronautica americana e negli aerei di linea commerciali e mostra emissioni notevolmente ridotte. "Le miscele di olio di camelina si sono dimostrate valide", ha affermato. "Il prossimo ostacolo è aumentare la produzione sul campo e aumentare la resa delle colture". Sebbene gran parte dell'attuale interesse per la camelina sia nel suo uso come biocarburante, c'è ancora un notevole potenziale per farla riemergere come cibo e olio commestibile per i consumatori moderni. Lo stesso Brock è stato particolarmente commosso dalle sue interazioni con i coltivatori di cameline durante le sue ricerche sul campo. "Osservare il modo in cui gli agricoltori ucraini trasformano i semi di camelina in olio - di solito da usare nelle insalate o per intingere il pane - e una farina di semi ricca di proteine ​​per l'alimentazione animale, è stato un punto critico per me", ha detto Brock. "Vedere che c'erano ancora alcuni usi tradizionali della camelina in uso in Europa mi ha fatto capire l'importanza di capire questa coltura e come veniva usata, ma anche da dove proveniva in primo luogo". "Spesso la genetica e l'archeologia stanno lavorando verso lo stesso obiettivo per quanto riguarda il tracciamento dei lignaggi nel passato, che si tratti di piante, animali o persone", ha detto Ritchey. “Stiamo lavorando sempre più a stretto contatto con i nostri dati, capacità di ricerca e interpretazioni per rispondere a queste domande. "È molto emozionante quando i dati si allineano e siamo in grado di rispondere a queste importanti domande sullo sviluppo non solo della specie umana, ma anche delle nostre interazioni con altri esseri viventi come le piante".