Le maïs est l’une des cultures les plus importantes au monde. Le maïs peut être transformé en farine et en sirop, il est nourri au bétail, il est transformé en éthanol et il peut même être utilisé pour fabriquer du plastique. Entre 2016 et 2017, environ un milliard de tonnes de maïs ont été produites dans le monde, et le maïs rapporte plus de six pour cent de toutes les calories alimentaires pour les humains.,

l’histoire de cet amidon humble mais pratique commence il y a des milliers d’années au Mexique, avec la domestication d’une ancienne herbe appelée teosinte. Mais selon une nouvelle étude publiée dans Science, la trajectoire de l’évolution de teosinte vers le grain d’or que nous connaissons aujourd’hui pourrait être plus complexe que les scientifiques ne le pensaient auparavant.

la domestication du maïs, selon la théorie communément admise, s’est produite dans la vallée de la rivière Balsas, dans le Centre-Sud du Mexique., Il y a environ 9 000 ans, les premiers agriculteurs de cette région ont commencé à sélectionner pour les traits favorables de la téosinte, qui semble très différente du maïs moderne et n’est pas particulièrement agréable au goût; son épi est petit et ses quelques grains sont entourés d’un boîtier robuste. Mais avec l’intervention humaine, la téosinte a évolué en maïs savoureux et tendre, qui a ensuite été transporté dans d’autres parties des Amériques. Au moment de la colonisation européenne au 15ème siècle, le maïs était une source alimentaire majeure dans de nombreuses parties de la région.,

Logan Kistler, l’auteur principal de la nouvelle étude et conservateur de l’archéobotanique et de l’archéogénomique au Smithsonian National Museum of Natural History, dit que selon cette théorie, le flux génétique de la téosinte sauvage se produisait encore dans certains maïs domestiqués, mais « d’une manière importante et évolutive, le flux génétique s’est plus ou moins arrêté dans »

Les récentes révélations ont cependant incité Kistler et ses collègues à repenser cette idée., En 2016, deux groupes de recherche indépendants ont analysé l’ADN d’épis de maïs vieux de 5 000 ans provenant d’une grotte au Mexique et ont constaté que l’ancien maïs était encore en plein processus de domestication. Les épis avaient certains gènes associés à la téosinte, dictant des choses comme la dispersion des graines et la production d’amidon, et d’autres gènes caractéristiques du maïs domestiqué, comme des variantes responsables de l’élimination de l’enveloppe extérieure dure de la téosinte.

Ces résultats, selon Kistler, sont surprenants., Au moment où les épis se sont retrouvés sur le sol de l’ancienne grotte, le maïs avait déjà voyagé bien au-delà du Mexique et était cultivé dans le sud-ouest de l’Amazonie depuis environ 1 500 ans. L’histoire évolutive du grain, en d’autres termes, semblait avoir bifurqué sur deux chemins différents.

« Vous avez ce paradoxe, ce décalage, où vous avez déjà du maïs cultivé en continu dans certaines parties de l’Amazonie depuis des milliers d’années, et puis il n’a même pas fini d’être domestiqué dans le centre d’origine”, explique Kistler. « Afin de concilier l’archéologie et la génétique …, nous avons dû réfléchir à un nouveau modèle de domestication. »

alors, Kistler et ses collègues chercheurs ont décidé de regarder de plus près L’ADN du maïs—et ce qu’ils ont trouvé suggère que si la domestication de la téosinte a bel et bien commencé au Mexique,

nous ne devrions pas penser à la domestication du maïs comme un événement discret. Au lieu de cela, l’évolution du grain a été un processus long et alambiqué, les dernières étapes de sa domestication se produisant plus d’une fois, à plus d’un endroit.,

la nouvelle étude a analysé les génomes de plus de 100 variétés de maïs moderne, dont environ 40 ont été séquencées par les chercheurs. L’équipe a également examiné l’ADN de 11 plantes anciennes. Quand ils ont cartographié les connexions génétiques entre les spécimens, les chercheurs ont découvert plusieurs lignées distinctes, chacune avec leur propre relation unique avec teosinte. Plus important encore, les résultats ont révélé que bien que la domestication du maïs ait commencé avec un seul grand pool génétique au Mexique, le grain a été transporté ailleurs avant la fin du processus de domestication.,

« Nous avons trouvé dans les génomes des preuves que le maïs Sud-Américain provenait en fait d’une de ces lignées semi-domestiques”, explique Kistler. « Ces évolutions parallèles se sont produites dans différentes parties des Amériques, avec différents groupes de personnes. »

Il y a eu, selon l’étude, une vague majeure de mouvement de « proto-maïs” du Mexique vers L’Amérique du Sud. Le maïs partiellement domestiqué semble avoir débarqué dans le sud-ouest de l’Amazonie, qui était déjà un point chaud pour la domestication d’autres plantes, notamment le riz, la courge et le manioc., Kistler théorise que le maïs a été adopté dans les pratiques agricoles là-bas, donnant au processus de domestication une chance de reprendre là où il s’était arrêté. Il est possible, mais pas certain, que le maïs dans ce nouvel emplacement a évolué plus rapidement que le maïs au centre de la domestication, ce qui expliquerait pourquoi les épis vieux de 5 000 ans de la grotte au Mexique semblent être dans une phase intermédiaire de domestication à une époque où le maïs était déjà cultivé en Amazonie.,

« la raison en est que vous n’avez pas de flux génétique constant de la population sauvage where où le maïs sauvage au bord du champ va apporter du pollen”, explique Kistler. « Cela va ralentir l’efficacité de la sélection, et vous n’êtes pas aussi efficace pour conduire la sélection pour ces traits., »

Après avoir incubé dans le sud—ouest de l’Amazonie pendant plusieurs milliers d’années, le maïs est reparti, selon les auteurs de l’étude-cette fois vers l’est de l’Amazonie, où il a grandi au milieu d’une agriculture florissante que les archéologues ont observée dans la région.

Une autre découverte intéressante réside dans le fait que le maïs moderne des Andes et du Sud-Ouest de l’Amazonie est étroitement lié au maïs cultivé dans l’est du Brésil, ce qui indique un autre mouvement vers l’est., Cela s’aligne avec des preuves archéologiques-comme la propagation des traditions céramiques, par exemple—suggérant que les peuples des Amériques ont commencé à s’étendre à l’est il y a environ 1 000 ans, selon Kistler. Aujourd’hui, en fait, les personnes qui parlent des langues Macro-Jê près de la côte Atlantique du Brésil utilisent un mot indigène amazonien pour « maïs. »

Les pièces de ce puzzle génétique ne s’emboîtaient pas clairement au début. Kistler a déclaré que les données génomiques que lui et ses collègues chercheurs ont recueillies étaient « vraiment déroutantes depuis longtemps., »

« Nous ne pouvions pas faire des têtes ou des queues de ce que nous voyions jusqu’à ce que nous commencions à parler à des experts linguistiques, des paléoécologues et des archéologues”, développe-t-il. « Puis ça a cliqué. »

certaines révélations sont nées d’une heureuse coïncidence. Alors que Kistler présentait une première version de ses découvertes au Brésil l’année dernière, Flaviane Malaquias Costa, doctorante à L’Université de São Paulo, était dans le public. Elle a souligné que la carte génétique de Kistler présentait une similitude remarquable avec la distribution d’un mot amazonien pour le maïs., Plus tard, Jonas Gregorio de Souza et Eduardo Ribeiro, chercheurs respectivement à L’Université D’Exeter et au Muséum d’Histoire Naturelle, ont contribué à lier davantage cette tendance linguistique au paysage.

le travail collectif de L’équipe « présente bien un modèle explicite dans lequel le maïs a continué à évoluer après son arrivée en Amérique du Sud”, explique Jeffrey Ross-Ibarra, phytologiste à L’Université de Californie à Davis, qui étudie la génétique évolutive du maïs et de la téosinte, mais n’a pas participé à cette étude., « Bien qu’il ne s’agisse pas d’une deuxième domestication en soi, il souligne que le maïs Sud-Américain a subi une adaptation considérable quelque peu indépendamment du maïs mexicain. »

pour Michael Blake, anthropologue à l’Université de la Colombie-Britannique dont les recherches portent sur les origines et la propagation de l’agriculture, le séquençage de neuf plantes archéologiques est particulièrement passionnant. « Nous n’avons pas encore eu beaucoup de bons contextes où nous pouvons obtenir de bons échantillons de maïs archéologique qui sont datés de manière fiable et …, suffisamment bien conservés pour qu’ils puissent fournir des preuves génétiques”, dit-il.

mais Blake note également que ces échantillons anciens n’avaient qu’environ 1 000 ans, ce qui est « assez tardif dans l’évolution du maïs.” Il y a très peu d’échantillons archéologiques de maïs d’Amérique du sud datant d’il y a cinq ou six mille ans, ce qui rend difficile d’avoir une image complète du grain qui a été effectué à partir du Mexique.,

« la caractérisation génétique elle-même ne nous dit peut-être pas grand-chose sur la morphologie parce que nous ne savons pas précisément quels sont les liens entre les aspects de la morphologie et les gènes eux-mêmes”, explique Blake.

Kistler reconnaît que ce serait « vraiment bien” d’avoir des preuves aussi anciennes d’Amérique du Sud, mais il pense aussi à l’avenir. Il est important de comprendre comment le maïs s’est adapté à de nouveaux environnements dans le passé, car le grain continue d’être une source de nourriture vitale aujourd’hui, dit Kistler., La domestication du maïs a été à ce jour un tel succès parce qu  » une relation symbiotique entre les humains et la plante a prospéré pendant des millénaires; en cultivant le maïs, les humains ont obtenu une source de nourriture fiable et le maïs a été semé régulièrement dans un environnement riche en nutriments.