Agricultura Cereales Estados Unidos

Científicos revisan historia de domesticación de maíz con análisis multidisciplinario


Los científicos y colaboradores del Smithsonian están revisando la historia de uno de los cultivos más importantes del mundo. Basándose en evidencias genéticas y arqueológicas, los investigadores descubrieron que un predecesor de las plantas de maíz de hoy en día que todavía tienen muchas características de su ancestro salvaje probablemente fue traído a América del Sur desde México hace más de 6,500 años. 


Smithsonian

Los agricultores en México y el suroeste de la Amazonía continuaron mejorando el cultivo durante miles de años hasta que se domesticaron completamente en cada región.

Los hallazgos, informaron el 13 de diciembre en la revista Science., provienen de una colaboración internacional multidisciplinaria entre científicos de 14 instituciones. Según explicaron Logan Kistler, curadora de arqueogenómica y arqueobotánica en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonson, Logan profundiza la comprensión de los investigadores de la larga historia compartida entre humanos y maíz, que es fundamental para manejar nuestras frágiles relaciones con las plantas que nos alimentan. Autora principal del estudio. «Es la historia evolutiva a largo plazo de las plantas domesticadas lo que las hace adecuadas para el entorno humano actual», dijo. «Comprender que la historia nos brinda herramientas para evaluar el futuro del maíz a medida que continuamos reformando nuestro entorno global y aumentando nuestras demandas agrícolas en tierras de todo el mundo».

La historia del maíz comienza con su ancestro salvaje, el teosinte. Teosinte tiene poca semejanza con el maíz que se come hoy: sus mazorcas son pequeñas y sus pocos granos están protegidos por una cubierta exterior casi impenetrable. De hecho, dijo Kistler, no está claro por qué la gente se molestó con todo. Sin embargo, con el paso del tiempo, a medida que los primeros agricultores seleccionaban los rasgos deseables, los descendientes de la planta silvestre desarrollaron mazorcas más grandes y granos más tiernos y abundantes, convirtiéndose finalmente en el cultivo básico que hoy es el maíz.

Durante años, genetistas y arqueólogos han deducido que la transformación del teocintle en maíz comenzó en las tierras bajas tropicales de lo que ahora es el sur de México hace unos 9,000 años. El teosinte que crece en forma silvestre en esta región hoy en día es más similar genéticamente al maíz que al teosinte en otras partes de México y América Central, aunque todos permanecen separados del cultivo domesticado por cientos de genes.

Científicos revisan historia de domesticación de maíz con análisis multidisciplinario
Variedades de Avati ete’i, el maíz sagrado de los guaraníes, abril de 2017 en la feria de intercambio de semillas, en La Paloma, estado de Rocha, Uruguay. 
Aunque se trata de un estudio, Fabio Freitas, un etnobotánico y conservacionista de fincas en Embrapa, dijo que su trabajo en la conservación de las plantas cultivadas con los grupos de la frontera con la selva amazónica La difusión puede haber tenido lugar en el pasado. 
El equipo trazó un mapa de las relaciones genéticas entre las plantas y descubrió varios linajes distintos, cada uno con su propio grado de similitud con su ancestro compartido, el teosinte. En otras palabras, explicó Kistler, las etapas finales de la domesticación del maíz sucedieron más de una vez en más de un lugar.  Crédito: Natalia Carolina de Almeida Silva.

En el suroeste de la Amazonía y en la costa peruana, el polen microscópico y otros restos de plantas resistentes encontrados en sedimentos antiguos indican una historia de uso de maíz completamente domesticado hace unos 6,500 años, y los investigadores inicialmente razonaron que la planta completamente domesticada debía haberse transportado desde el norte. como personas emigraron al sur y a través de las Américas.

«Hasta donde pudimos ver antes de realizar nuestro estudio, parecía que había un solo evento de domesticación en México y que la gente lo extendió más al sur después de que se hubiera producido la domesticación», dijo Kistler.

Pero hace unos años, cuando los genetistas secuenciaron el ADN de un maíz de 5.000 años encontrado en México, la historia se volvió más complicada. Los resultados genéticos mostraron que lo que habían encontrado era un proto-maíz, sus genes eran una mezcla de los encontrados en el teosinte y los de la planta domesticada. De acuerdo con el ADN antiguo, esa planta carecía de las duras envolturas del núcleo del teosinte, pero este proto-maíz aún no había adquirido otros rasgos que eventualmente convirtieron el maíz en un cultivo alimenticio práctico.

«Pero tienes un cultivo continuo de maíz en el suroeste de Amazon desde hace 6.500 años hasta la colonización europea», dijo Kistler. «¿Cómo se puede tener este complejo de maíz floreciente y totalmente domesticado en el suroeste de la Amazonía y, mientras tanto, cerca del centro de domesticación en México el proceso de domesticación aún está en curso?»

Científicos revisan historia de domesticación de maíz con análisis multidisciplinario
Logan Kistler preparó muestras de ADN antiguas para el análisis en la Universidad de Warwick en 2016. Como curadora de arqueogenómica y arqueobotánica en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsoniano, Kistler utiliza técnicas de investigación genómica y genética de vanguardia para la evolución evolutiva entre Personas y plantas. 
. «Es la historia evolutiva a largo plazo de las plantas domésticas», dijo Kistler. 
«Comprender que la historia nos brinda herramientas para evaluar el futuro del maíz a medida que continuamos reformando nuestro entorno global y nuestras actividades agrícolas en las tierras de todo el mundo». Crédito: Shahidul Alam, Drik Picture Library

En un esfuerzo por tratar de resolver este misterio, el equipo de Kistler reconstruyó la historia evolutiva de la planta al realizar una comparación genética de más de 100 variedades de maíz moderno que crecen en todo el continente americano, incluidas 40 variedades recientemente secuenciadas, muchas de las cuales se encuentran en las tierras bajas del este de Sudamérica , que había sido subrepresentado en estudios anteriores. 

Muchas de estas variedades se recolectaron en colaboración con agricultores indígenas y tradicionales durante los últimos 60 años y se curan en el banco de genes de Embrapa, la empresa agrícola del gobierno brasileño. Fabio Freitas, un etnobotánico y conservacionista de fincas en Embrapa, dijo que su trabajo en la conservación de plantas cultivadas tradicionales con grupos indígenas de la frontera sur de la selva amazónica ayudó a guiar la discusión de cómo la difusión del maíz pudo haberse desarrollado en el pasado. 

Los genomas de 11 plantas antiguas, incluidas nueve muestras arqueológicas recientemente secuenciadas, también formaron parte del análisis. El equipo trazó un mapa de las relaciones genéticas entre plantas y descubrió varios linajes distintos, cada uno con su propio grado de similitud con su ancestro compartido, el teosinte. En otras palabras, explicó Kistler, las etapas finales de la domesticación del maíz sucedieron más de una vez en más de un lugar.

«Este trabajo cambia fundamentalmente nuestra comprensión de los orígenes del maíz», dijo el coautor del estudio Robin Allaby, de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Warwick. «Muestra que el maíz no tenía una historia de origen simple, que realmente no formó el cultivo como lo conocemos hasta que abandonó su tierra natal».

Al principio, dijo Kistler, la evidencia genética era desconcertante. Pero a medida que él y sus colaboradores comenzaron a integrar lo que cada uno había aprendido sobre la historia de América del Sur, surgió una imagen de cómo el maíz podría haberse extendido por todo el continente.

Un proto-maíz en medio de domesticarse parece haber llegado a Sudamérica al menos dos veces, dijo Kistler. Hace 6.500 años, la planta parcialmente domesticada había llegado a una región del suroeste del Amazonas que ya era un punto de acceso para la domesticación, donde las personas cultivaban arroz, yuca y otros cultivos. 

La planta probablemente fue adoptada como parte de la agricultura local y continuó evolucionando bajo la influencia humana hasta que, miles de años más tarde, se convirtió en un cultivo completamente domesticado. Desde allí, el maíz domesticado se movió hacia el este como parte de una expansión e intensificación general de la agricultura que los arqueólogos han observado en la región. 

Hace unos 4.000 años, dijo Kistler, el maíz se había extendido ampliamente por las tierras bajas de América del Sur. Evidencias genéticas y arqueológicas.

También se alinea para sugerir que el cultivo de maíz se expandió hacia el este por segunda vez, desde las estribaciones de los Andes hacia el Atlántico, hace aproximadamente 1.000 años. Hoy en día, existen rastros de esa historia en las lenguas macro-jê habladas cerca de la costa atlántica, que utilizan una palabra amazónica para el maíz .

Más información: DOI: 10.1126 / science.aav0207 L. Kistler el al. «La evidencia multiproxy destaca un complejo legado evolutivo del maíz en América del Sur», Science (2018). http://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aav0207

«¿La dispersión del maíz precede a la domesticación?» La ciencia (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aav7358 

Referencia del diario: Ciencia  

Proporcionado por: Smithsonian

Información de: phys.org


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