Το καλαμπόκι είναι μία από τις σημαντικότερες καλλιέργειες του κόσμου. Δεν το σκάψουμε απλά και το βάζουμε στο κοτσάνι. ο καλαμπόκι μπορεί να μετατραπεί σε αλεύρι και σιρόπι, τροφοδοτείται σε ζώα, μετατρέπεται σε αιθανόλη και μπορεί ακόμη και να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πλαστικού. Μεταξύ του 2016 και του 2017, περίπου ένα δισεκατομμύριο τόνοι καλαμποκιού παρήχθησαν σε όλο τον κόσμο και το καλαμπόκι αποδίδει περισσότερο από το 6% όλων των θερμίδων τροφίμων για τον άνθρωπο.
Η ιστορία αυτού του ταπεινού αλλά εύχρηστου αμύλου ξεκινά χιλιάδες χρόνια πριν στο Μεξικό, με την εξημέρωση ενός αρχαίου χόρτου που ονομάζεται teosinte. Αλλά σύμφωνα με μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στην επιστήμη, η τροχιά της εξέλιξης του teosinte στο χρυσό σιτάρι που γνωρίζουμε σήμερα μπορεί να είναι πιο περίπλοκη από ό, τι πιστεύουν οι επιστήμονες.
Η εξημέρωση του καλαμποκιού, η κοινώς αποδεκτή θεωρία, συνέβη στην κοιλάδα του ποταμού Balsas στο νότιο-κεντρικό Μεξικό. Περίπου 9000 χρόνια πριν, οι πρώτοι αγρότες στην περιοχή αυτή άρχισαν να επιλέγουν για ευνοϊκά χαρακτηριστικά του teosinte, τα οποία μοιάζουν πολύ διαφορετικά με τον σύγχρονο καλαμπόκι και δεν είναι ιδιαίτερα ευχάριστα. το κοτσάνι του είναι μικρό και οι λίγοι πυρήνες του περιβάλλουν ένα σκληρό περίβλημα. Αλλά με ανθρώπινη παρέμβαση, το teosinte εξελίχθηκε σε νόστιμο, τρυφερό καλαμπόκι, το οποίο στη συνέχεια μεταφέρθηκε σε άλλα μέρη της Αμερικής. Μέχρι την εποχή του ευρωπαϊκού αποικισμού τον 15ο αιώνα, ο καλαμπόκι ήταν μια σημαντική πηγή τροφής σε πολλά μέρη της περιοχής.
Ο Logan Kistler, ο κύριος συγγραφέας και επιμελητής της αρχαιοβοτανικής και αρχαιογενετικής στο νέο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian, λέει ότι σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η ροή των γονιδίων από τα άγρια teosinte εξακολουθεί να συμβαίνει σε κάποιο εξημερωμένο καλαμπόκι, αλλά " σημαντικός τρόπος, η ροή των γονιδίων σταματούσε περισσότερο ή λιγότερο στον κοινό πρόγονο όλου του αραβοσίτου. "
Πρόσφατες αποκαλύψεις, ωστόσο, ώθησαν τον Kistler και τους συναδέλφους του να ξανασκεφτούν αυτή την ιδέα. Το 2016, δύο ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες ανέλυσαν το DNA των 5.000 ετών παπαγάλοι αραβοσίτου από μια σπηλιά στο Μεξικό και διαπίστωσαν ότι το αρχαίο καλαμπόκι ήταν ακόμα στη μέση της διαδικασίας εξημέρωσης. Τα κοπάδια είχαν κάποια γονίδια που σχετίζονταν με το teosinte, υπαγορεύοντας πράγματα όπως η διασπορά των σπόρων και η παραγωγή αμύλου και άλλα γονίδια που χαρακτηρίζονταν από το κατοικίδιο καλαμπόκι, όπως οι παραλλαγές που ήταν υπεύθυνες για την εξάλειψη του σκληρού εξωτερικού περιβλήματος του teosinte.
Αυτά τα ευρήματα, σύμφωνα με τον Kistler, ήταν εκπληκτικά. Μέχρι τη στιγμή που τα κοπάδια κατέληξαν στο πάτωμα της αρχαίας σπηλιάς, ο αραβόσιτος είχε ήδη ταξιδέψει πολύ πέρα από το Μεξικό και είχε καλλιεργηθεί στο νοτιοδυτικό Αμαζόνιο για περίπου 1.500 χρόνια. Η εξελικτική ιστορία του σιταριού, με άλλα λόγια, φαινόταν να έχει ξεδιπλώσει σε δύο διαφορετικά μονοπάτια.
"Έχετε αυτό το παράδοξο, αυτό το αναντιστοιχία, όπου έχετε ήδη καλλιεργήσει αραβόσιτο σε μέρη του Αμαζονίου για χιλιάδες χρόνια και τότε δεν έχει ακόμα τελειώσει να εξημερώνεται στο κέντρο προέλευσης" εξηγεί ο Kistler. "Για να συμβιβάσουμε την αρχαιολογία και τη γενετική ... έπρεπε να σκεφτούμε ένα νέο μοντέλο εξημέρωσης".
Έτσι, ο Kistler και οι ερευνητές του αποφάσισαν να ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο DNA του καλαμποκιού - και αυτό που βρήκαν υποδηλώνει ότι ενώ η εξημέρωση του teosinte πράγματι άρχισε στο Μεξικό,
Δεν πρέπει να σκεφτόμαστε την εξημέρωση του καλαμποκιού ως ένα ξεχωριστό γεγονός. Αντ 'αυτού, η εξέλιξη των σιτηρών ήταν μια μακρά και περίπλοκη διαδικασία, με τα τελικά στάδια της εξημέρωσής της να συμβαίνουν περισσότερες από μία φορές σε περισσότερα από ένα μέρη.
Η νέα μελέτη ανέλυσε τα γονιδιώματα περισσότερων από 100 ποικιλιών σύγχρονου αραβοσίτου, περίπου 40 από τα οποία αναλύθηκαν από τους ερευνητές. Η ομάδα εξέτασε επίσης το DNA 11 παλαιών φυτών. Όταν κατέγραψαν τις γενετικές συνδέσεις μεταξύ των δειγμάτων, οι ερευνητές ανακάλυψαν αρκετές διακεκριμένες γενεές, κάθε μία με τη δική τους μοναδική σχέση με το teosinte. Πιο σημαντικά, τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι παρόλο που η εξημέρωση του αραβοσίτου ξεκίνησε με μία μεγάλη μεγάλη ομάδα γονιδίων στο Μεξικό, οι κόκκοι μεταφέρθηκαν αλλού πριν ολοκληρωθεί η διαδικασία εξημέρωσης.
"Βρήκαμε στα στοιχεία των γονιδιωμάτων ότι ο αραβόσιτος της Νότιας Αμερικής πράγματι προήλθε από μία από αυτές τις ημι-εγχώριες γραμμές", λέει ο Kistler. "Είχατε αυτές τις παράλληλες εξελίξεις που συμβαίνουν σε διαφορετικά μέρη της Αμερικής, με διαφορετικές ομάδες ανθρώπων".
Υπήρξε, σύμφωνα με τη μελέτη, ένα μεγάλο κύμα κινήματος "πρωτοκλαδικού" από το Μεξικό στη Νότια Αμερική. Ο μερικώς εξημερωμένος αραβόσιτος φαίνεται να έχει προσγειωθεί στο νοτιοδυτικό Αμαζόνιο, το οποίο ήταν ήδη ένα hotspot για την εξημέρωση άλλων φυτών, συμπεριλαμβανομένου του ρυζιού, του squash και της μανιόκας. Ο Kistler θεωρεί ότι ο αραβόσιτος υιοθετήθηκε σε γεωργικές πρακτικές εκεί, δίνοντας τη διαδικασία εξημέρωσης μια ευκαιρία να πάρει εκεί όπου έπαψε. Είναι δυνατόν, αν και δεν είναι βέβαιο, ότι ο αραβόσιτος σε αυτή τη νέα θέση εξελίχθηκε πιο γρήγορα από ό, τι ο αραβόσιτος στο κέντρο της εξημέρωσης, γεγονός που θα εξηγούσε γιατί τα κοπάδια ηλικίας 5.000 ετών από το σπήλαιο του Μεξικού φαίνεται να βρίσκονται σε ενδιάμεση φάση εξημέρωσης σε μια εποχή που ο αραβόσιτος καλλιεργείται ήδη στον Αμαζόνιο.
"Ο λόγος για αυτό είναι ότι δεν έχετε σταθερή ροή γονιδίων από τον άγριο πληθυσμό ... όπου ο άγριος αραβόσιτος στην άκρη του αγρού πρόκειται να συμβάλει σε κάποια γύρη", λέει ο Kistler. "Αυτό θα επιβραδύνει την αποτελεσματικότητα της επιλογής, και δεν είστε σχεδόν τόσο αποτελεσματικά θα είναι σε θέση να οδηγήσει την επιλογή για αυτά τα γνωρίσματα."
Μετά από επώαση στο νοτιοδυτικό Αμαζόνιο για αρκετές χιλιάδες χρόνια, ο αραβόσιτος ανέβηκε ξανά, σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης - αυτή τη φορά στο ανατολικό Αμαζόνιο, όπου αναπτύχθηκε μέσα από μια γενική άνθηση της γεωργίας που οι αρχαιολόγοι έχουν παρατηρήσει στην περιοχή.
Μια άλλη ενδιαφέρουσα ανακάλυψη έγκειται στο γεγονός ότι ο σύγχρονος αραβόσιτος από τις Άνδεις και το νοτιοδυτικό Αμαζόνιο είναι στενά συνδεδεμένος με τον αραβόσιτο που καλλιεργείται στην ανατολική Βραζιλία, πράγμα που δείχνει σε μια άλλη κίνηση προς ανατολάς. Αυτό ευθυγραμμίζεται με τα αρχαιολογικά στοιχεία - όπως για παράδειγμα η διάδοση των κεραμικών παραδόσεων - υποδηλώνοντας ότι οι άνθρωποι στην Αμερική άρχισαν να αναπτύσσονται στα ανατολικά πριν από περίπου 1.000 χρόνια, σύμφωνα με τον Kistler. Σήμερα, στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι που μιλούν γλώσσες Macro-Jê κοντά στις ακτές του Ατλαντικού της Βραζιλίας χρησιμοποιούν μια εγχώρια λέξη του Αμαζονίου για "αραβόσιτο".
Τα κομμάτια αυτού του γενετικού παζλ δεν ταιριάζουν απόλυτα ξεκάθαρα στην αρχή. Ο Kistler είπε ότι τα γονιδιωματικά δεδομένα που συνέλεξε μαζί με τους συναδέλφους ερευνητές του ήταν "πολύ συγκεχυμένα για μεγάλο χρονικό διάστημα".
"Δεν μπορούσαμε να βγάλουμε κεφάλια ή ουρές από αυτό που είδαμε μέχρι να αρχίσουμε να μιλάμε με γλωσσικούς εμπειρογνώμονες, παλαιολόγους και αρχαιολόγους", εξηγεί. "Στη συνέχεια, έκανε κλικ."
Κάποιες αποκαλύψεις προήλθαν από ευτυχή σύμπτωση. Ενώ ο Kistler παρουσίασε μια πρώιμη εκδοχή των ευρημάτων του στη Βραζιλία πέρυσι, ο Flaviane Malaquias Costa, ένας διδακτορικός φοιτητής στο πανεπιστήμιο του Σάο Πάολο, ήταν στο ακροατήριο. Επισήμανε ότι ο γενετικός χάρτης του Kistler έφερε αξιοσημείωτη ομοιότητα με τη διανομή μιας λέξης Αμαζονίου για τον αραβόσιτο. Αργότερα, οι Jonas Gregorio de Souza και Eduardo Ribeiro, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Exeter και του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας, αντίστοιχα, συνέβαλαν στη σύνδεση αυτής της γλωσσικής τάσης με το τοπίο.
Η συλλογική δουλειά της ομάδας "χαράζει ένα ωραίο μοντέλο στον οποίο ο αραβόσιτος συνέχισε να εξελίσσεται αφού έφτασε στη Νότια Αμερική", λέει ο Jeffrey Ross-Ibarra, επιστήμονας φυτού στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Ντέιβις, ο οποίος μελετά την γενετική εξέλιξη του αραβοσίτου και του teosinte, αλλά δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη. "Ενώ δεν είναι μια δεύτερη εξημέρωση καθαυτή, τονίζει ότι ο αραβόσιτος της Νότιας Αμερικής έχει υποστεί σημαντική προσαρμογή κάπως ανεξάρτητα από τον αραβόσιτο στο Μεξικό".
Για τον Michael Blake, έναν ανθρωπολόγο στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολούμπια, η έρευνα του οποίου επικεντρώνεται στην προέλευση και την εξάπλωση της γεωργίας, η μελέτη της αλληλουχίας εννέα αρχαιολογικών φυτών είναι ιδιαίτερα συναρπαστική. "Δεν έχουμε ακόμα πολλά καλά πλαίσια [στη Νότια Αμερική] όπου μπορούμε να πάρουμε καλά δείγματα αρχαιολογικού αραβοσίτου που είναι αξιόπιστα χρονολογημένα και ... καλά διατηρημένα ώστε να μπορούν να αποφέρουν γενετικά στοιχεία", λέει.
Αλλά ο Blake σημειώνει επίσης ότι αυτά τα αρχαία δείγματα ήταν μόνο ηλικίας περίπου 1.000 ετών, τα οποία είναι "αρκετά αργά στην εξέλιξη του καλαμποκιού". Υπάρχουν ελάχιστα αρχαιολογικά δείγματα αραβοσίτου από τη Νότια Αμερική που χρονολογούνται πριν από πέντε ή έξι χιλιάδες χρόνια, γεγονός που καθιστά δύσκολη για να πάρετε μια πλήρη εικόνα των σιτηρών που πραγματοποιήθηκε από το Μεξικό.
"Ο ίδιος ο γενετικός χαρακτηρισμός δεν μπορεί να μας πει πολλά για τη μορφολογία [ή για τη μορφή και τη δομή των φυτών], διότι δεν γνωρίζουμε επακριβώς ποιοι είναι οι δεσμοί μεταξύ των πτυχών της μορφολογίας και των ίδιων των γονιδίων", εξηγεί ο Blake.
Ο Kistler αναγνωρίζει ότι θα ήταν "πολύ ωραίο" να έχουμε τέτοια παλιά στοιχεία από τη Νότια Αμερική, αλλά σκέφτεται και το μέλλον. Είναι σημαντικό να καταλάβουμε πώς το καλαμπόκι προσαρμόστηκε σε καινούργια περιβάλλοντα στο παρελθόν, επειδή τα σιτηρά εξακολουθούν να αποτελούν ζωτική πηγή τροφής σήμερα, λέει ο Kistler. Η εξημέρωση του καλαμποκιού έχει μέχρι στιγμής τόσο επιτυχημένη, επειδή μια συμβιωτική σχέση μεταξύ ανθρώπων και φυτών έχει ακμάσει για χιλιετίες. με την καλλιέργεια του καλαμποκιού, ο άνθρωπος πήρε μια αξιόπιστη πηγή τροφής και ο καλαμπόκι σπάρθηκε τακτικά σε ένα πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά περιβάλλον.
Το ταχύτατα μεταβαλλόμενο κλίμα μας, ωστόσο, «αναδεικνύει ελαφρώς αυτή τη σχέση», εξηγεί ο Kistler. «Είναι λοιπόν ακόμη πιο σημαντικό να σκεφτόμαστε τη βιοποικιλότητα και από πού θα αρχίσει η προσαρμοστικότητα από το πότε το σύστημα παραγωγής τροφίμων θα αρχίσει να ανταποκρίνεται άσχημα στα μεταβαλλόμενα κλιματικά χαρακτηριστικά υψηλού επιπέδου».
