Tres mazorcas de maíz de aproximadamente 2000 años de antigüedad del sitio del refugio rocoso El Gigante en Honduras. Estas mazorcas de maíz fueron analizadas genéticamente por un equipo internacional de científicos. En la edición del 14 de diciembre de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, Logan Kistler, curador de arqueogenómica y arqueobotánica en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, y un equipo internacional de colaboradores informan los genomas completamente secuenciados de tres aproximadamente 2000 mazorcas de un año de edad del refugio rocoso El Gigante en Honduras. El análisis de los tres genomas revela que estas variedades milenarias de maíz centroamericano tenían ascendencia sudamericana y agrega un nuevo capítulo en una historia compleja emergente de la historia de la domesticación del maíz. Tomados junto con estudios recientes sobre la domesticación del maíz en esta región, estos últimos hallazgos sugieren que algo trascendental pudo haber ocurrido en la domesticación del maíz hace unos 4.000 años en América Central, y que una inyección de diversidad genética de América del Sur pudo haber tenido algo que ver con eso. Crédito:Thomas Harper
Tres mazorcas de 2000 años de edad en Honduras muestran que las personas trajeron variedades de maíz a Mesoamérica, lo que posiblemente impulsó la productividad y dio forma a la civilización.
Hace unos 9.000 años, el maíz como se conoce hoy en día no existía. Los pueblos antiguos en el suroeste de México encontraron una hierba silvestre llamada teosinte que ofrecía mazorcas más pequeñas que un dedo meñique con solo un puñado de granos pedregosos. Pero por un golpe de genio o por necesidad, estos cultivadores indígenas vieron potencial en el grano, lo agregaron a sus dietas y lo pusieron en el camino para convertirse en un cultivo domesticado que ahora alimenta a miles de millones.
A pesar de lo vital que es el maíz para la vida moderna, quedan lagunas en la comprensión de su viaje a través del espacio y el tiempo. Ahora, un equipo codirigido por investigadores del Smithsonian ha utilizado ADN antiguo para llenar algunos de esos vacíos.
Un nuevo estudio, que revela detalles de los 9000 años de historia del maíz, es un excelente ejemplo de las formas en que la investigación básica del ADN antiguo puede arrojar información sobre la historia humana que de otro modo sería inaccesible, dijo el coautor principal Logan Kistler, curador de arqueogenómica. y arqueobotánica en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian.
“La domesticación, la evolución de las plantas silvestres durante miles de años hasta los cultivos que nos alimentan hoy, es posiblemente el proceso más importante en la historia humana, y el maíz es uno de los cultivos más importantes que se cultivan actualmente en el planeta”, dijo Kistler. "Comprender más sobre el contexto evolutivo y cultural de la domesticación puede brindarnos información valiosa sobre este alimento del que dependemos tan completamente y su papel en la configuración de la civilización tal como la conocemos".
Una variedad de mazorcas de maíz de diferentes edades encontradas en el sitio del refugio rocoso El Gigante en Honduras. Crédito:Thomas Harper
En la edición del 14 de diciembre de 2020 de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences , Kistler y un equipo internacional de colaboradores informan sobre los genomas completamente secuenciados de tres mazorcas de aproximadamente 2000 años de antigüedad del refugio rocoso El Gigante en Honduras. El análisis de los tres genomas revela que estas variedades milenarias de maíz centroamericano tenían ascendencia sudamericana y agrega un nuevo capítulo en una historia compleja emergente de la historia de la domesticación del maíz.
“Mostramos que los humanos transportaban maíz desde América del Sur hacia el centro de domesticación en México”, dijo Kistler. “Esto habría proporcionado una infusión de diversidad genética que podría haber agregado resiliencia o aumentado la productividad. También subraya que el proceso de domesticación y mejora de cultivos no solo viaja en línea recta”.
Los humanos comenzaron a criar selectivamente el ancestro silvestre del maíz, el teosinte, hace unos 9000 años en México, pero las variedades parcialmente domesticadas del cultivo no llegaron al resto de América Central y del Sur hasta después de otros 1500 y 2000 años, respectivamente.
Durante muchos años, el pensamiento convencional entre los académicos había sido que el maíz primero se domesticó por completo en México y luego se extendió a otros lugares. Sin embargo, después de que se descubriera que las mazorcas de 5000 años de antigüedad en México estaban domesticadas solo parcialmente, los académicos comenzaron a reconsiderar si este pensamiento capturaba la historia completa de la domesticación del maíz.
Luego, en un estudio histórico de 2018 dirigido por Kistler, los científicos usaron ADN antiguo para mostrar que, si bien los primeros pasos del teosinte hacia la domesticación ocurrieron en México, el proceso aún no se había completado cuando las personas comenzaron a transportarlo al sur de América Central y del Sur. En cada una de estas tres regiones, el proceso de domesticación y mejoramiento de cultivos se movió en paralelo pero a diferentes velocidades.
Una variedad de mazorcas de maíz de diferentes edades encontradas en el sitio del refugio rocoso El Gigante en Honduras. Después de que los científicos descubrieran por primera vez los restos de una variedad altamente productiva y totalmente domesticada de maíz de 4300 años de antigüedad en el refugio rocoso de El Gigante, un equipo buscó en los estratos arqueológicos que rodean el sitio otras mazorcas, granos o cualquier otra cosa que pudiera producir material genético. . También comenzaron a trabajar para secuenciar algunas de las muestras de maíz de 4300 años de antigüedad del sitio, los rastros más antiguos del cultivo en El Gigante. Durante dos años, el equipo intentó secuenciar 30 muestras, pero solo tres tenían la calidad adecuada para secuenciar un genoma completo. Las tres muestras viables provenían de la capa más reciente de la ocupación del refugio rocoso, datada por carbono hace entre 2300 y 1900 años, lo que revela una superposición genética entre las tres muestras del refugio rocoso hondureño y las variedades de maíz de América del Sur. En la edición del 14 de diciembre de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, Logan Kistler, curador de arqueogenómica y arqueobotánica en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, y un equipo internacional de colaboradores informan los genomas completamente secuenciados de tres aproximadamente 2000 mazorcas de un año de edad del refugio rocoso El Gigante en Honduras. El análisis de los tres genomas revela que estas variedades milenarias de maíz centroamericano tenían ascendencia sudamericana y agrega un nuevo capítulo en una historia compleja emergente de la historia de la domesticación del maíz. Crédito:Thomas Harper
En un esfuerzo anterior por afinar los detalles de esta historia de domesticación más rica y compleja, un equipo de científicos, incluido Kistler, descubrió que los restos de maíz de 4.300 años de antigüedad del sitio del refugio rocoso de El Gigante en América Central procedían de un hábitat completamente domesticado y variedad muy productiva.
Sorprendido de encontrar maíz totalmente domesticado en El Gigante coexistiendo en una región no muy lejos de donde se había descubierto maíz parcialmente domesticado en México, Kistler y el codirector del proyecto, Douglas Kennett, antropólogo de la Universidad de California en Santa Bárbara, se unieron para estudiar genéticamente determinar dónde se originó el maíz El Gigante.
“El refugio rocoso El Gigante es notable porque contiene restos de plantas bien conservadas que abarcan los últimos 11.000 años”, dijo Kennett. “Se han identificado más de 10.000 restos de maíz, desde mazorcas enteras hasta hojas y tallos fragmentados. Muchos de estos restos datan de una fecha tardía, pero a través de un extenso estudio de radiocarbono, pudimos identificar algunos restos que datan de hace 4300 años”.
Buscaron mazorcas, granos o cualquier otra cosa que pudiera generar material genético en los estratos arqueológicos que rodean el refugio rocoso de El Gigante, y el equipo comenzó a trabajar para secuenciar algunas de las muestras de maíz de 4300 años de antigüedad del sitio:los rastros más antiguos de la cosecha en El Gigante.
Durante dos años, el equipo intentó secuenciar 30 muestras, pero solo tres tenían la calidad adecuada para secuenciar un genoma completo. Las tres muestras viables procedían de la capa más reciente de ocupación del refugio rocoso:el carbono data de hace entre 2300 y 1900 años.
Con los tres genomas secuenciados de maíz de El Gigante, los investigadores los analizaron contra un panel de 121 genomas publicados de varias variedades de maíz, incluidos 12 derivados de mazorcas y semillas de maíz antiguas. La comparación reveló fragmentos de superposición genética entre las tres muestras del refugio rocoso de Honduras y las variedades de maíz de América del Sur.
“El vínculo genético con América del Sur fue sutil pero consistente”, dijo Kistler. "Repetimos el análisis muchas veces usando diferentes métodos y composiciones de muestra, pero seguimos obteniendo el mismo resultado".
Kistler, Kennett y sus coautores en instituciones colaboradoras, incluidas la Universidad Texas A&M, la Universidad Estatal de Pensilvania, así como el Instituto Francis Crick y la Universidad de Warwick en el Reino Unido, plantean la hipótesis de que la reintroducción de estas variedades sudamericanas en América Central puede han impulsado el desarrollo de variedades híbridas más productivas en la región.
Aunque los resultados solo cubren las muestras de maíz de El Gigante que datan de hace unos 2000 años, Kistler dijo que la forma y la estructura de las mazorcas de la capa de aproximadamente 4000 años sugiere que eran casi tan productivas como las que él y sus coautores eran. capaz de secuenciar. Para Kistler, esto significa que la mejora de cultivos de gran éxito probablemente ocurrió antes y no durante los 2000 años intermedios que separan estas capas arqueológicas en El Gigante. El equipo plantea además la hipótesis de que fue la introducción de las variedades sudamericanas de maíz y sus genes, probablemente hace al menos 4300 años, lo que pudo haber aumentado la productividad del maíz de la región y la prevalencia del maíz en la dieta de las personas que vivían en la región más amplia, como se descubrió en un estudio reciente dirigido por Kennett.
“Estamos comenzando a ver una confluencia de datos de múltiples estudios en América Central que indican que el maíz se estaba convirtiendo en un cultivo básico más productivo de importancia dietética creciente hace entre 4700 y 4000 años”, dijo Kennett.
Tomados junto con el estudio reciente de Kennett, estos últimos hallazgos sugieren que algo trascendental pudo haber ocurrido en la domesticación del maíz hace unos 4000 años en América Central, y que una inyección de diversidad genética de América del Sur puede haber tenido algo que ver con eso. Este momento propuesto también se alinea con la aparición de las primeras comunidades agrícolas asentadas en Mesoamérica que finalmente dieron lugar a grandes civilizaciones en las Américas, la olmeca, la maya, la teotihuacana y la azteca, aunque Kistler se apresuró a señalar que esta idea aún está relegada a especulación.
“Estamos ansiosos por profundizar en los detalles de lo que sucedió exactamente alrededor de la marca de los 4000 años”, dijo Kistler. “Hay tantas muestras arqueológicas de maíz que no han sido analizadas genéticamente. Si comenzamos a probar más de estas muestras, podríamos comenzar a responder estas preguntas persistentes sobre cuán importante fue esta reintroducción de variedades sudamericanas”.
Referencia:“Los genomas arqueológicos del maíz centroamericano sugieren un flujo genético antiguo de Sudamérica” por Logan Kistler, Heather B. Thakar, Amber M. VanDerwarker, Alejandra Domic, Anders Bergström, Richard J. George, Thomas K. Harper, Robin G. Allaby , Kenneth Hirth y Douglas J. Kennett, 14 de diciembre de 2020, Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
DOI:10.1073/pnas.2015560117
La financiación y el apoyo para esta investigación fueron proporcionados por el Smithsonian, la Fundación Nacional de Ciencias, la Universidad Estatal de Pensilvania y el Instituto Francis Crick.
