El maíz es uno de los cultivos más importantes del mundo. No solo lo sacamos y lo masticamos en la mazorca; el maíz se puede convertir en harina y jarabe, se alimenta al ganado, se transforma en etanol e incluso se puede usar para hacer plástico. Entre 2016 y 2017, se produjeron alrededor de mil millones de toneladas de maíz en todo el mundo, y el maíz produce más del seis por ciento de todas las calorías de los alimentos para los humanos.
La historia de este almidón humilde pero práctico comienza hace miles de años en México, con la domesticación de una hierba antigua llamada teosinte. Pero según un nuevo estudio publicado en Science, la trayectoria de la evolución del teosinte en el grano de oro que conocemos hoy puede ser más compleja de lo que los científicos pensaban anteriormente.
La domesticación del maíz, según la teoría comúnmente aceptada, ocurrió en el valle del río Balsas, en el centro-sur de México. Hace unos 9, 000 años, los primeros agricultores de esta región comenzaron a seleccionar rasgos favorables de teosinte, que se ve muy diferente al maíz moderno y no es particularmente apetecible; Su mazorca es pequeña y sus pocos granos están rodeados por una carcasa resistente. Pero con la intervención humana, el teosinte se convirtió en un maíz sabroso y tierno, que posteriormente fue llevado a otras partes de las Américas. En el momento de la colonización europea en el siglo XV, el maíz era una fuente importante de alimentos en muchas partes de la región.
Logan Kistler, autor principal del nuevo estudio y curador de arqueobotánica y arqueogenómica en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, dice que según esta teoría, el flujo de genes del teosinte silvestre todavía estaba ocurriendo en algunos maíces domesticados, pero "en un importante, evolutivo de manera importante, el flujo de genes se detuvo más o menos en el ancestro común de todo el maíz ".
Sin embargo, revelaciones recientes llevaron a Kistler y sus colegas a repensar esta idea. En 2016, dos grupos de investigación independientes analizaron el ADN de mazorcas de maíz de 5.000 años de una cueva en México, y descubrieron que el maíz antiguo todavía estaba en medio del proceso de domesticación. Las mazorcas tenían algunos genes asociados con el teosinte, que dictaban cosas como la dispersión de semillas y la producción de almidón, y otros genes característicos del maíz domesticado, como variantes responsables de eliminar la cubierta externa dura del teosinte.
Estos hallazgos, según Kistler, fueron sorprendentes. Para cuando las mazorcas terminaron en el suelo de la antigua cueva, el maíz ya había viajado mucho más allá de México, y se había cultivado en el suroeste de la Amazonía durante unos 1.500 años. La historia evolutiva del grano, en otras palabras, parecía haberse bifurcado en dos caminos diferentes.
"Tienes esta paradoja, este desajuste, en el que ya tienes maíz que se cultiva continuamente en partes de la Amazonía durante miles de años, y luego ni siquiera se terminó de domesticar en el centro de origen", explica Kistler. "Para conciliar la arqueología y la genética ... tuvimos que pensar en un nuevo modelo de domesticación".
Entonces, Kistler y sus colegas investigadores decidieron analizar más de cerca el ADN del maíz, y lo que encontraron sugiere que, si bien la domesticación del teosinte realmente comenzó en México,
No debemos pensar en la domesticación del maíz como un evento discreto. En cambio, la evolución del grano fue un proceso largo y complicado, con las etapas finales de su domesticación ocurriendo más de una vez, en más de un lugar.
El nuevo estudio analizó los genomas de más de 100 variedades de maíz moderno, alrededor de 40 de los cuales fueron secuenciados por los investigadores. El equipo también observó el ADN de 11 plantas antiguas. Cuando identificaron las conexiones genéticas entre los especímenes, los investigadores descubrieron varios linajes distintos, cada uno con su propia relación única con el teosinte. Lo más significativo es que los resultados revelaron que, aunque la domesticación del maíz comenzó con un gran conjunto de genes en México, el grano se transportó a otros lugares antes de que se completara el proceso de domesticación.
"Encontramos en los genomas evidencia de que el maíz sudamericano en realidad se originó dentro de uno de estos linajes semi-domésticos", dice Kistler. "Tuviste estas evoluciones paralelas sucediendo en diferentes partes de las Américas, con diferentes grupos de personas".
Hubo, según el estudio, una gran ola de movimiento "proto-maíz" de México a América del Sur. El maíz parcialmente domesticado parece haber aterrizado en el suroeste de la Amazonía, que ya era un punto de acceso para la domesticación de otras plantas, como el arroz, la calabaza y la yuca. Kistler teoriza que el maíz se adoptó en las prácticas agrícolas allí, dando al proceso de domesticación la oportunidad de retomar donde lo dejó. Es posible, aunque no seguro, que el maíz en esta nueva ubicación evolucionó más rápidamente que el maíz en el centro de la domesticación, lo que explicaría por qué las mazorcas de la cueva en México, de 5.000 años de antigüedad, parecen estar en una fase intermedia de domesticación. en un momento en que el maíz ya se cultivaba en la Amazonía.
"La razón de esto es que no está teniendo un flujo génico constante de la población silvestre ... donde el maíz silvestre en el borde del campo contribuirá con algo de polen", dice Kistler. "Eso reducirá la eficiencia de la selección, y no será tan eficiente como para impulsar la selección de esos rasgos".
Después de incubarse en el suroeste de la Amazonía durante varios miles de años, según los autores del estudio, el maíz volvió a moverse, esta vez al este de la Amazonía, donde creció en medio de un florecimiento general de la agricultura que los arqueólogos han observado en la región.
Otro descubrimiento interesante radica en el hecho de que el maíz moderno de los Andes y el suroeste de la Amazonía está estrechamente relacionado con el maíz cultivado en el este de Brasil, lo que apunta a otro movimiento hacia el este. Esto se alinea con la evidencia arqueológica, como la difusión de las tradiciones cerámicas, por ejemplo, lo que sugiere que las personas en las Américas comenzaron a expandirse hacia el este hace aproximadamente 1, 000 años, según Kistler. Hoy, de hecho, las personas que hablan idiomas Macro-Jê cerca de la costa atlántica de Brasil usan una palabra indígena amazónica para "maíz".
Las piezas de este rompecabezas genético no encajaban claramente al principio. Kistler dijo que los datos genómicos que él y sus colegas investigadores recopilaron fueron "realmente confusos durante mucho tiempo".
"No pudimos hacer cara o cruz lo que estábamos viendo hasta que empezamos a hablar con expertos en lingüística, paleoecólogos y arqueólogos", explica. "Entonces hizo clic".
Algunas revelaciones surgieron por feliz coincidencia. Mientras Kistler presentaba una versión inicial de sus hallazgos en Brasil el año pasado, Flaviane Malaquias Costa, estudiante de doctorado en la Universidad de São Paulo, estaba en la audiencia. Señaló que el mapa genético de Kistler tenía una notable similitud con la distribución de una palabra amazónica para maíz. Más tarde, Jonas Gregorio de Souza y Eduardo Ribeiro, investigadores de la Universidad de Exeter y el Museo de Historia Natural, respectivamente, ayudaron a vincular aún más esta tendencia lingüística con el paisaje.
El trabajo colectivo del equipo "presenta un modelo explícito en el que el maíz continuó evolucionando después de su llegada a América del Sur", dice Jeffrey Ross-Ibarra, científico de plantas de la Universidad de California, Davis, que estudia la genética evolutiva del maíz y el teosinte., pero no participó en este estudio. "Si bien no es una segunda domesticación per se, resalta que el maíz de América del Sur ha sufrido una considerable cantidad de adaptación, algo independiente del maíz en México".
Para Michael Blake, un antropólogo de la Universidad de Columbia Británica cuya investigación se centra en los orígenes y la difusión de la agricultura, la secuencia del estudio de nueve plantas arqueológicas es particularmente emocionante. "Todavía no hemos tenido muchos contextos buenos [en América del Sur] en los que podamos obtener buenas muestras de maíz arqueológico que tengan una fecha confiable y ... estén lo suficientemente bien conservadas como para que puedan proporcionar evidencia genética", dice.
Pero Blake también señala que estas muestras antiguas tenían solo alrededor de 1, 000 años, lo cual es "bastante tarde en la evolución del maíz". Hay muy pocas muestras arqueológicas de maíz de América del Sur que datan de hace cinco o seis mil años, lo que hace que sea difícil para obtener una imagen completa del grano que se llevó a cabo en México.
"La caracterización genética en sí misma puede no decirnos mucho sobre la morfología [o la forma y estructura de las plantas] porque no sabemos con precisión cuáles son los vínculos entre los aspectos de la morfología y los genes mismos", explica Blake.
Kistler reconoce que sería "realmente bueno" tener pruebas tan antiguas de América del Sur, pero también está pensando en el futuro. Es importante comprender cómo el maíz se adaptó a los nuevos entornos en el pasado porque el grano sigue siendo una fuente vital de alimentos hoy en día, dice Kistler. La domesticación del maíz hasta la fecha ha sido tan exitosa porque una relación simbiótica entre los humanos y la planta ha florecido durante milenios; Al cultivar maíz, los humanos obtuvieron una fuente confiable de alimento y el maíz se sembró regularmente en un ambiente rico en nutrientes.
Sin embargo, nuestro clima que cambia rápidamente está "cambiando ligeramente esa relación", explica Kistler. "Por lo tanto, es aún más importante pensar en términos de biodiversidad y de dónde vendrá la adaptabilidad cuando nuestro sistema de producción de alimentos comience a responder mal a las características climáticas cambiantes de alto nivel".
