Un equipo de investigación multidisciplinaria reescribe la historia evolutiva del maíz

 

Los científicos del Smithsonian y colaboradores 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. 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.

Estos hallazgos, según informó la revista Science, provienen de un estudio colaborativo internacional multidisciplinario en la cual participaron científicos de 14 instituciones. Los datos obtenidos profundizan la comprensión de la larga historia entre humanos y maíz, lo cual es fundamental para manejar nuestras frágiles relaciones con las plantas que nos alimentan hoy en día.

Es la historia evolutiva a largo plazo de las plantas domesticadas lo que las hace adecuadas para el entorno humano actual. 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, señaló Logan Kistler, curadora de arqueogenómica y arqueobotánica en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian.

La historia del maíz comienza con su ancestro salvaje, una planta llamada teosinte. La teosinte tiene poca semejanza con el maíz actual: sus mazorcas son pequeñas y sus pocos granos están protegidos por una cubierta exterior casi impenetrable.

Los científicos aún no comprenden cómo es que los hombres se percataron de que esta planta podía mejorarse. 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 es hoy en día.

Los genetistas y arqueólogos, durante muchos años, dedujeron 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. La planta que crece en forma silvestre en esta región hoy en día es 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.

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 del maíz completamente domesticado hace unos 6,500 años. A partir de estos hallazgos, los investigadores inicialmente pensaron que la planta completamente domesticada debía haberse transportado desde el norte, por personas que emigraron hacia el sur.

Hasta antes de este estudio, los científicos sostenían que había un solo evento de domesticación en México y que la gente lo llevó más al sur después de que fuera domesticado.

Sin embargo, hace unos años, cuando los genetistas secuenciaron el ADN de un maíz de 5.000 años que se encontró 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 aprovechable.

Pero, ya se sabía de un cultivo continuo de maíz en el suroeste del Amazonas desde hace 6.500 años hasta la colonización europea. De allí que los investigadores se preguntaron ¿Cómo es posible que en la amazonía se tenía un maíz floreciente y totalmente domesticado, mientras que, cerca al centro de la domesticación en México, el proceso de domesticación aún estaba en curso?

Entonces, en un esfuerzo por tratar de resolver este misterio, un equipo encabezado por Logan 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 habían sido casi ignoradas 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, una 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.

Así, observaron que, 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 Escuela de Ciencias de la Vida de la Universidad de Warwick. "Muestra que el maíz no tiene una historia de su origen tan simple, realmente este cultivo no se formó como lo conocemos hasta que abandonó su tierra natal".

Al principio, dijo Kistler, la evidencia genética era desconcertante. Pero a medida que su trabajo y el de 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 proceso de domesticación 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 señalan este proceso y sugieren 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.

Con información de Phys.org