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El pastoreo de animales impulsó la domesticación de los cultivos de cereales

El pastoreo de animales impulsó la domesticación de los cultivos de cereales
Los animales grandes que pastan tienen una fuerte fuerza selectiva en las plantas, ciertas plantas han desarrollado rasgos para prosperar en paisajes pastoriles. Spengler y Mueller teorizan que el pastoreo de yaks pudo haber ayudado a impulsar la domesticación del trigo sarraceno en el sur del Himalaya. Este yak solitario en la región de Lhasa del Tíbet es una fuerza evolutiva significativa en las comunidades de plantas alrededor de donde pasta. Crédito: Robert Spengler

Muchos granos familiares hoy en día, como la quinua, el amaranto, el mijo, el cáñamo y el trigo sarraceno, tienen rasgos que indican que evolucionaron conjuntamente para la dispersión por los grandes mamíferos que pastan. 


por Max Planck Society


Durante el Pleistoceno, manadas masivas dirigieron la ecología alrededor de gran parte del mundo y provocaron cambios evolutivos en las plantas. Los estudios de la ecología y los hábitos de crecimiento de ciertos parientes de cultivos antiguos indican que los rebaños de megafauna eran necesarios para la dispersión de sus semillas antes de la intervención humana. Comprender este proceso está proporcionando a los científicos conocimientos sobre la domesticación temprana de estas plantas.

La domesticación de plantas anuales de semillas pequeñas implicó un cambio evolutivo de la dispersión a través de la ingestión animal a la dispersión humana. Estos son los hallazgos de un nuevo estudio de Robert Spengler, director de los Laboratorios de Paleoetnobotánica del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Historia Humana, y Natalie Mueller, miembro de la Fundación Nacional de Ciencias de la Universidad de Cornell, publicado en Nature Plants.. Spengler y Mueller demuestran, al observar la ecología de los pastizales y los patrones de herbivoría de animales de manada, que los progenitores de cultivos de semillas pequeñas evolucionaron para ser dispersados ​​por rumiantes megafauna. Aunque hoy en día, las variedades silvestres de estas especies crecen en parches pequeños y aislados, los investigadores ilustran que el pastoreo intensivo de estas plantas por parte de los animales del rebaño hace que se formen parches densos cerca de los ríos u otras áreas que frecuentan los animales. En la antigüedad, estos densos parches de plantas podrían haberse cosechado fácilmente, al igual que los campos de los agricultores modernos, lo que explica cómo y por qué los pueblos antiguos podrían haberse centrado en estas plantas específicas. Este estudio proporciona una respuesta a este antiguo misterio de la domesticación de plantas.

Los cultivos de semillas pequeñas son productos de otra época

Durante el Holoceno medio (hace 7.000 a 5.000 años), en los valles fluviales y pastizales ecológicamente ricos de todo el mundo, la gente comenzó a cultivar pequeñas plantas para obtener semillas o cereales. El trigo, la cebada y el arroz son algunas de las primeras plantas que muestran signos de domesticación, y los científicos han estudiado ampliamente el proceso de domesticación en estos cultivos de cereales de semillas grandes. Los investigadores saben mucho menos sobre la domesticación de cultivos de granos de semillas pequeñas como la quinua, el amaranto, el trigo sarraceno, el mijo y varios cultivos ahora perdidos domesticados en América del Norte. Los ancestros silvestres de estos cultivos tienen semillas pequeñas con cáscaras o cubiertas de semillas no digeribles. Hoy en día, estas plantas silvestres existen en parches pequeños y fragmentarios dispersos en grandes áreas; el hecho de que no crezcan en grupos densos, como los antepasados ​​del trigo y el arroz, parecería haber hecho de estos cultivos ancestrales objetivos poco atractivos para los recolectores. El pequeño tamaño de las semillas y las cáscaras duras de las semillas, combinados con la falta de densas poblaciones silvestres, llevaron a muchos investigadores a argumentar que deben haber sido un alimento para la hambruna.

Buscar suficientes semillas silvestres de estas variedades para molerlas y convertirlas en harina para hornear una barra de pan llevaría semanas, especialmente para los antepasados ​​de cultivos más raros o en peligro de extinción. Entonces, ¿por qué los primeros recolectores de alimentos se concentraron tanto en estas plantas y finalmente las adoptaron como cultivos?

El pastoreo de animales impulsó la domesticación de los cultivos de cereales
Un rastro de bisontes a través de un denso campo salvaje de cebada pequeña. Esta planta es uno de los progenitores de una cosecha perdida de América del Norte. La intensa actividad de pastoreo de bisontes parece dar como resultado campos densos de esta planta en la naturaleza, lo que habría sido fácil para los primeros recolectores de semillas. Crédito: Natalie Mueller

Spengler y Mueller presentan un nuevo modelo, sugiriendo que cuando los humanos encontraron estas plantas por primera vez, habrían crecido en densos rodales creados por la megafauna de pastoreo, lo que las hace fáciles de cosechar. A medida que los humanos comenzaron a cultivar estas plantas, asumieron el papel funcional de dispersores de semillas y, finalmente, las plantas desarrollaron nuevos rasgos para favorecer la agricultura y perdieron los antiguos rasgos que favorecían la dispersión por animales de manada. Los primeros rasgos de domesticación, raleo o pérdida de la protección de semillas no digeribles, pérdida de latencia y aumento del tamaño de la semilla, pueden explicarse por la pérdida del proceso de dispersión de rumiantes y el manejo humano concomitante de los rodales silvestres.

Un modelo novedoso para la domesticación de cultivos de cereales de semilla pequeña

Spengler y Mueller han estado interesados ​​en la domesticación de plantas desde la escuela de posgrado, cuando estudiaron con la Dra. Gayle Fritz, una de las primeras académicas en reconocer la importancia del Medio Oeste de Estados Unidos como centro de domesticación de cultivos. A pesar de décadas de investigación sobre la naturaleza de la domesticación de plantas en América del Norte, nadie reconoció que la verdadera clave eran las manadas masivas de bisontes. Las plantas que fueron domesticadas, que Mueller llama los «Cultivos Perdidos», habrían sido dispersadas por los bisontes en grandes franjas, haciéndolas fáciles de recolectar por los pueblos antiguos y tal vez alentando a estas comunidades a plantarlas ellos mismos. Cuando los europeos exterminaron los rebaños, las plantas que dependían de estos animales para dispersar sus semillas comenzaron a disminuir también.

Sin embargo, este proceso no es exclusivo del Medio Oeste de Estados Unidos, y los investigadores sugieren que puede haber vínculos entre la domesticación del trigo sarraceno y el pastoreo de yaks en el Himalaya y la domesticación del amaranto y el pastoreo de llamas en los Andes. Los autores han identificado patrones paralelos en estudios de ecología de pastizales, señalando que la herbivoría de animales de gran tamaño puede homogeneizar las comunidades de vegetación. Por ejemplo, el pastoreo intensivo de los pastores en las montañas de Asia central hace que muchas plantas mueran, pero ciertas plantas con adaptaciones para la dispersión de los animales prosperan. El depósito de semillas de plantas en estiércol rico en nutrientes conduce a parches ecológicos, a menudo llamados puntos calientes, que los recolectores de semillas pueden apuntar fácilmente para recolectar semillas .

Durante más de un siglo, los académicos han debatido por qué los primeros recolectores de semillas se enfocaron en las plantas anuales de semillas pequeñas como una fuente importante de alimento (lo que finalmente resultó en su domesticación). Hoy en día, los progenitores de muchos de estos cultivos tienen poblaciones muy fragmentarias y varios están en peligro o extintos. Del mismo modo, sin rodales grandes, densos y homogéneos de estas plantas en la naturaleza, como la que existe en la naturaleza para los progenitores de los cultivos de cereales de semillas grandes., hubiera sido imposible cosechar sus semillas. Las conclusiones que extraen Spengler y Mueller explican por qué la gente se centró en estas plantas y pudo domesticarlas. «Las plantas anuales de semillas pequeñas se domesticaron en la mayoría de las áreas del mundo», explica Spengler. «De modo que las ramificaciones de este estudio son a escala global. Los académicos de todo el mundo deberán lidiar con estas ideas si quieren abordar cuestiones de domesticación».

Spengler y Mueller continúan su investigación sobre el papel que jugaron los animales de pastoreo en la domesticación de plantas. «Actualmente, estamos estudiando la ecología de los campos donde pastan los rebaños de animales modernos como sustitutos de cómo habría sido la ecología durante la última Edad de Hielo, cuando grandes manadas de bisontes, mamuts y caballos lanudos dictaban qué tipo de plantas podían crecer. en el Medio Oeste de Estados Unidos y Europa «, explica Spengler. «Esperamos que estas observaciones proporcionen una comprensión aún mayor del proceso de domesticación en todo el mundo».


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