Il mais è una delle colture più importanti del mondo. Non ci limitiamo a pop e sgranocchiare sulla pannocchia; mais può essere trasformato in farina e sciroppo, è alimentato al bestiame, si trasforma in etanolo e può anche essere usato per fare la plastica. Tra il 2016 e il 2017, circa un miliardo di tonnellate di mais sono state prodotte in tutto il mondo e il mais produce più del sei percento di tutte le calorie alimentari per gli esseri umani.,

La storia di questo umile ma pratico amido inizia migliaia di anni fa in Messico, con l’addomesticamento di un’erba antica chiamata teosinte. Ma secondo un nuovo studio pubblicato su Science, la traiettoria dell’evoluzione di teosinte nel grano dorato che conosciamo oggi potrebbe essere più complessa di quanto gli scienziati pensassero in precedenza.

L’addomesticamento del mais, la teoria comunemente accettata, è avvenuto nella valle del fiume Balsas del Messico centro-meridionale., Circa 9.000 anni fa, i primi agricoltori di questa regione iniziarono a selezionare i tratti favorevoli di teosinte, che sembra molto diverso dal mais moderno e non è particolarmente appetibile; la sua pannocchia è piccola e i suoi pochi chicchi sono circondati da un involucro duro. Ma con l’intervento umano, teosinte si è evoluto in gustoso, tenero mais, che è stato successivamente trasportato in altre parti delle Americhe. Al tempo della colonizzazione europea nel 15 ° secolo, il mais era una delle principali fonti di cibo in molte parti della regione.,

Logan Kistler, autore principale del nuovo studio e curatore di archaeobotany e archaeogenomics allo Smithsonian National Museum of Natural History, afferma che secondo questa teoria, il flusso genico da teosinte selvatico stava ancora accadendo in alcuni mais addomesticato, ma “in un modo importante, evolutivamente importante, il flusso genico più o meno fermato nell’antenato comune di tutto il mais.”

Recenti rivelazioni, tuttavia, hanno spinto Kistler ei suoi colleghi a ripensare questa idea., In 2016, due gruppi di ricerca indipendenti hanno analizzato il DNA di pannocchie di mais 5,000-year-old da una grotta in Messico, e ha scoperto che l’antico mais era ancora nel bel mezzo del processo di addomesticamento. Le pannocchie avevano alcuni geni associati a teosinte, dettando cose come la dispersione dei semi e la produzione di amido, e altri geni caratteristici del mais addomesticato, come le varianti responsabili dell’eliminazione dell’involucro esterno duro di teosinte.

Questi risultati, secondo Kistler, erano sorprendenti., Quando le pannocchie finirono sul pavimento dell’antica grotta, il mais aveva già viaggiato molto oltre il Messico ed era stato coltivato nell’Amazzonia sud-occidentale per circa 1.500 anni. La storia evolutiva del grano, in altre parole, sembrava essersi biforcata in due percorsi diversi.

“Hai questo paradosso, questa mancata corrispondenza, dove hai già il mais che viene coltivato continuamente in alcune parti dell’Amazzonia per migliaia di anni, e poi non è ancora finito di essere addomesticato nel centro di origine”, spiega Kistler. “Al fine di conciliare l’archeologia e la genetica …, abbiamo dovuto pensare a un nuovo modello di addomesticamento.”

Quindi, Kistler e i suoi colleghi ricercatori hanno deciso di dare un’occhiata più da vicino al DNA del mais—e ciò che hanno trovato suggerisce che mentre l’addomesticamento di teosinte è effettivamente iniziato in Messico,

Non dovremmo pensare all’addomesticamento del mais come un evento discreto. Invece, l’evoluzione del grano è stato un processo lungo e contorto, con le fasi finali della sua addomesticamento che si verificano più di una volta, in più di un luogo.,

Il nuovo studio ha analizzato i genomi di oltre 100 varietà di mais moderno, circa 40 dei quali sono stati sequenziati dai ricercatori. Il team ha anche esaminato il DNA di 11 piante antiche. Quando hanno mappato le connessioni genetiche tra i campioni, i ricercatori hanno scoperto diversi lignaggi distinti, ognuno con la propria relazione unica con teosinte. Più significativamente, i risultati hanno rivelato che sebbene l’addomesticamento del mais sia iniziato con un unico grande pool genetico in Messico, il grano è stato trasportato altrove prima che il processo di addomesticamento fosse completo.,

” Abbiamo trovato nei genomi prove che il mais sudamericano ha effettivamente avuto origine all’interno di uno di questi lignaggi semi-domestici”, dice Kistler. “Hai avuto queste evoluzioni parallele avvenute in diverse parti delle Americhe, con diversi gruppi di persone.”

C’era, secondo lo studio, una grande ondata di movimento” proto-mais ” dal Messico al Sud America. Il mais parzialmente addomesticato sembra essere atterrato nell’Amazzonia sud-occidentale, che era già un hotspot per l’addomesticamento di altre piante, tra cui riso, zucca e manioca., Kistler teorizza che il mais è stato adottato nelle pratiche agricole lì, dando il processo di addomesticamento la possibilità di riprendere da dove si era interrotto. È possibile, anche se non certo, che il mais in questa nuova posizione si sia evoluto più rapidamente del mais nel centro dell’addomesticamento, il che spiegherebbe perché le pannocchie di 5.000 anni della grotta in Messico sembrano essere in una fase intermedia di addomesticamento in un momento in cui il mais era già coltivato in Amazzonia.,

“La ragione di ciò è che non stai avendo un flusso genetico costante dalla popolazione selvatica where dove il mais selvatico ai margini del campo sta per contribuire con un po’ di polline”, dice Kistler. “Questo rallenterà l’efficienza della selezione, e non sarai in grado di guidare la selezione per quei tratti in modo altrettanto efficiente.,”

Dopo aver incubato nell’Amazzonia sud—occidentale per diverse migliaia di anni, il mais è andato di nuovo in movimento, secondo gli autori dello studio-questa volta nell’Amazzonia orientale, dove è cresciuto in mezzo a una fiorente agricoltura generale che gli archeologi hanno osservato nella regione.

Un’altra scoperta interessante risiede nel fatto che il mais moderno delle Ande e dell’Amazzonia sud-occidentale è strettamente correlato al mais coltivato nel Brasile orientale, il che indica un altro movimento verso est., Questo si allinea con le prove archeologiche-come la diffusione delle tradizioni ceramiche, per esempio-suggerendo che le persone nelle Americhe hanno iniziato ad espandersi verso est circa 1.000 anni fa, secondo Kistler. Oggi, infatti, le persone che parlano lingue macro-jê vicino alla costa atlantica del Brasile usano una parola indigena amazzonica per ” mais.”

I pezzi di questo puzzle genetico non si adattavano chiaramente all’inizio. Kistler ha detto che i dati genomici che lui e i suoi colleghi ricercatori hanno raccolto sono stati ” davvero confusi per molto tempo.,”

” Non potevamo fare testa o croce di ciò che stavamo vedendo fino a quando non abbiamo iniziato a parlare con esperti linguistici, paleoecologi e archeologi”, elabora. “Poi ha cliccato.”

Alcune rivelazioni sono nate da una felice coincidenza. Mentre Kistler stava presentando una prima versione delle sue scoperte in Brasile lo scorso anno, Flaviane Malaquias Costa, uno studente di dottorato presso l’Università di São Paulo, era tra il pubblico. Ha sottolineato che la mappa genetica di Kistler aveva una notevole somiglianza con la distribuzione di una parola amazzonica per il mais., Successivamente, Jonas Gregorio de Souza e Eduardo Ribeiro, ricercatori dell’Università di Exeter e del Museo di Storia Naturale, hanno contribuito a collegare ulteriormente questa tendenza linguistica al paesaggio.

Il lavoro collettivo del team “espone piacevolmente un modello esplicito in cui il mais ha continuato ad evolversi dopo il suo arrivo in Sud America”, afferma Jeffrey Ross-Ibarra, uno scienziato vegetale dell’Università della California, Davis, che studia la genetica evolutiva del mais e del teosinte, ma non è stato coinvolto in questo studio., “Anche se non è una seconda addomesticamento di per sé, evidenzia che il mais sudamericano ha subito una notevole quantità di adattamento in qualche modo indipendentemente dal mais in Messico.”

Per Michael Blake, un antropologo presso l’Università della British Columbia la cui ricerca si concentra sulle origini e la diffusione dell’agricoltura, il sequenziamento dello studio di nove piante archeologiche è particolarmente eccitante. “Non abbiamo ancora avuto molti buoni contesti in cui possiamo ottenere buoni campioni di mais archeologico che sono datati in modo affidabile e …, ben conservato abbastanza da poter produrre prove genetiche”, dice.

Ma Blake nota anche che questi antichi campioni avevano solo circa 1.000 anni, il che è “piuttosto tardi nell’evoluzione del mais.”Ci sono pochissimi campioni archeologici di mais dal Sud America risalenti a cinque o seimila anni fa, il che rende difficile ottenere un quadro completo del grano che è stato effettuato dal Messico.,

“La stessa caratterizzazione genetica potrebbe non dirci molto sulla morfologia perché non sappiamo esattamente quali siano i collegamenti tra aspetti della morfologia e i geni stessi”, spiega Blake.

Kistler riconosce che sarebbe “davvero bello” avere prove così vecchie dal Sud America, ma sta anche pensando al futuro. È importante capire come il mais si è adattato ai nuovi ambienti in passato perché il grano continua ad essere una fonte vitale di cibo oggi, dice Kistler., L’addomesticamento del mais ha avuto finora un tale successo perché una relazione simbiotica tra gli esseri umani e la pianta è fiorita per millenni; coltivando il mais, gli esseri umani hanno ottenuto una fonte di cibo affidabile e il mais è stato regolarmente seminato in un ambiente ricco di sostanze nutritive.