L’antico DNA continua a riscrivere la storia della coltivazione del mais per un periodo di 9.000 anni
Tre pannocchie di mais di quasi 2.000 anni dal sito roccioso di El Gigante in Honduras. Queste pannocchie di mais sono state analizzate geneticamente da un team internazionale di scienziati. Nel numero del 14 dicembre degli Atti della National Academy of Sciences, Logan Kistler, curatore di archeologia e archeologia presso il Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian Institution, e un team internazionale di collaboratori hanno riferito sulle sequenze genomiche complete di tre dei quasi 2.000 – Pannocchie di 1 anno dal rifugio roccioso El Gigante in Honduras. L’analisi dei tre genomi rivela che queste specie millenarie di mais dell’America centrale hanno origini sudamericane e aggiunge un nuovo capitolo a una complessa storia che emerge dalla storia dell’addomesticamento del mais. Insieme a recenti studi sull’addomesticamento del mais in questa regione, questi recenti risultati indicano che qualcosa di importante potrebbe essere accaduto nell’addomesticamento del mais circa 4.000 anni fa in America Centrale e che potrebbe essersi verificata un’iniezione di diversità genetica dal Sud America. Qualcosa a che fare con esso. Credito: Thomas Harper
Tre coni di 2.000 anni in Honduras mostrano che le persone hanno riportato varietà di mais in America Centrale, il che potrebbe portare a una maggiore produttività e alla formazione della civiltà.
Circa 9.000 anni fa, l’atomo come è conosciuto oggi non era presente. Gli antichi popoli del Messico sudoccidentale incontrarono un’erba selvatica chiamata teosinte che offriva orecchie più piccole di un mignolo con una manciata di pietre di pietra. Ma con un colpo di genio o di necessità, questi agricoltori indigeni hanno visto il potenziale nei cereali, aggiungendoli alla loro dieta e avviandoli sulla strada per diventare un raccolto domestico che ora nutre miliardi.
Nonostante l’importanza dell’atomo, o atomo, nella vita moderna, rimangono delle lacune nella comprensione del suo viaggio attraverso lo spazio e il tempo. Ora, un team guidato congiuntamente da antichi ricercatori Smithsonian lo ha usato DNA Per colmare alcune di queste lacune.
Il co-autore principale Logan Kistler, curatore dell’archeologia, ha affermato che un nuovo studio, che rivela i dettagli della storia di 9.000 anni dell’atomo, è un ottimo esempio dei modi in cui la ricerca fondamentale sul DNA antico può portare a intuizioni inaccessibili sulla storia umana. Oltre a questo e la botanica si trova nello Smithsonian National Museum of Natural History.
“Si può dire che l’addomesticamento – l’evoluzione delle piante selvatiche nel corso di migliaia di anni nelle colture che ci nutrono oggi – è il processo più importante nella storia umana, e il mais è una delle colture più importanti attualmente coltivate su questo pianeta”, ha detto Kistler. “Comprendere di più sul contesto evolutivo e culturale dell’addomesticamento può darci informazioni preziose su questo cibo da cui dipendiamo assolutamente e sul suo ruolo nel plasmare la civiltà così come la conosciamo”.
Una varietà di coni di mais di diverse età sono stati trovati nel sito del rifugio roccioso El Gigante in Honduras. Credito: Thomas Harper
Nel numero del 14 dicembre 2020 della rivista Atti della National Academy of SciencesKistler e un team internazionale di collaboratori hanno riportato sequenze complete del genoma di tre pannocchie di quasi 2.000 anni dal rifugio roccioso di El Gigante in Honduras. L’analisi dei tre genomi rivela che queste specie millenarie di mais dell’America centrale hanno origini sudamericane e aggiunge un nuovo capitolo a una complessa storia che emerge dalla storia dell’addomesticamento del mais.
“Abbiamo dimostrato che gli esseri umani stavano trasportando mais dal Sud America al centro dell’addomesticamento in Messico”, ha detto Kistler. “Questo avrebbe potuto fornire una diversità genetica che avrebbe potuto aggiungere flessibilità o aumentare la produttività. Conferma inoltre che il processo di domesticazione e miglioramento delle colture non procede solo in linea retta”.
Gli esseri umani hanno iniziato ad allevare selettivamente l’antenato del mais selvatico circa 9.000 anni fa in Messico, ma le specie parzialmente addomesticate dal raccolto non hanno raggiunto il resto dell’America centrale e meridionale per altri 1.500 e 2.000 anni, rispettivamente.
Per molti anni, il pensiero tradizionale tra gli scienziati era che il mais fosse completamente addomesticato prima in Messico e poi diffuso altrove. Tuttavia, dopo Le pannocchie hanno 5.000 anni Trovato in Messico trasformato in È solo parzialmente addomesticatoGli scienziati stanno iniziando a riconsiderare se questo pensiero ha catturato l’intera storia dell’addomesticamento del mais.
Quindi, in una pietra miliare Uno studio del 2018 condotto da Kistler, Gli scienziati hanno utilizzato il DNA antico per dimostrare che mentre i primi passi del teosinte verso l’addomesticamento avvenivano in Messico, il processo non era ancora completo quando le persone iniziarono a trasportarlo a sud, in America centrale e meridionale. In ciascuna di queste tre regioni, il processo di addomesticamento e miglioramento delle colture si è mosso parallelamente ma a velocità diverse.
Una varietà di coni di mais di età diverse sono stati trovati nel sito del rifugio roccioso El Gigante in Honduras. Dopo che gli scienziati hanno scoperto per la prima volta i resti di un mais ad alto rendimento completamente addomesticato da un mais di 4.300 anni nel rifugio roccioso di El Gigante, un team ha cercato gli strati archeologici che circondano il sito per le pannocchie, il nucleo o qualsiasi altra cosa che potrebbe produrre materiale genetico. Hanno anche iniziato a lavorare alla disposizione di alcuni campioni di mais risalenti a 4.300 anni fa, le tracce più antiche del raccolto a El Gigante. In due anni, il team ha tentato di sequenziare 30 campioni, ma solo tre erano di qualità adeguata per il sequenziamento completo del genoma. Tutti e tre gli esemplari vitali provenivano dallo strato più recente dell’occupazione del rifugio roccioso – datazione al carbonio tra 2.300 e 1.900 anni – rivelando la sovrapposizione genetica tra i tre campioni prelevati dal rifugio roccioso dell’Honduras e le specie di mais del Sud America. Nel numero del 14 dicembre del Journal of Proceedings of the National Academy of Sciences, Logan Kistler, curatore di archeologia e archeologia presso il Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian Institution, e un team internazionale di collaboratori hanno riferito sulle sequenze genomiche complete di tre delle circa 2.000 cisti Il bambino di un anno del rifugio El Gigante in Honduras. L’analisi dei tre genomi rivela che queste specie millenarie di mais dell’America centrale hanno origini sudamericane e aggiunge un nuovo capitolo a una complessa storia che emerge dalla storia dell’addomesticamento del mais. Credito: Thomas Harper
In un precedente tentativo di concentrarsi sui dettagli della storia dell’addomesticamento più ricca e complessa, un team di scienziati tra cui Kistler ho trovato Quei resti di mais di 4.300 anni dal sito di rifugio roccioso di El Gigante in America centrale provenivano da una varietà completamente addomesticata e altamente produttiva.
Stupito di trovare mais completamente addomesticato a El Gigante che coesiste non lontano da dove è stato scoperto il mais parzialmente addomesticato in Messico, Kistler e il co-leader del progetto Douglas Kennett, un antropologo dell’Università della California, Santa Barbara, hanno collaborato con una collaborazione genetica per determinare l’origine del mais El Gigante .
“Il rifugio roccioso di El Gigante è meraviglioso perché contiene resti vegetali ben conservati che coprono gli ultimi 11.000 anni”, ha detto Kennett. “Sono stati identificati più di 10.000 residui di atomi, da intere baie a steli e foglie sparsi. Molti di questi residui risalgono a tarda ora, ma attraverso uno studio approfondito del radiocarbonio, siamo stati in grado di identificare alcuni dei resti risalenti fino a 4.300 anni fa”. “
Hanno cercato negli strati archeologici che circondano il rifugio roccioso El Gigante alla ricerca di pannocchie, noccioli o qualsiasi altra cosa che potesse produrre materiale genetico, e il team ha iniziato a lavorare per organizzare alcuni campioni di mais di 4.300 anni nel sito – le prime tracce del raccolto a El Gigante.
In due anni, il team ha tentato di sequenziare 30 campioni, ma solo tre erano di qualità adeguata per il sequenziamento completo del genoma. Tutti e tre gli esemplari vitali provenivano dallo strato più recente di un’occupazione di rifugio roccia-carbonio risalente tra 2.300 e 1.900 anni fa.
Con i tre genomi di mais sequenziati da El Gigante, i ricercatori li hanno analizzati rispetto a un pannello di 121 genomi pubblicati di varie varietà di mais, di cui 12 derivati da carenza di mais e semi antichi. Il confronto ha rivelato estratti dalla sovrapposizione genetica tra i tre campioni del rifugio roccioso dell’Honduras e le specie di mais del Sud America.
“Il legame genetico con il Sud America era preciso ma coerente”, ha detto Kistler. “Abbiamo ripetuto l’analisi più volte utilizzando metodi e combinazioni di campioni diversi, ma abbiamo ottenuto lo stesso risultato in modo coerente”.
Kistler, Kennett e i loro coautori delle istituzioni che collaborano, tra cui la Texas A&M University e la Pennsylvania State University, nonché il Francis Crick Institute e Università di Warwick Nel Regno Unito, si presumeva che la reintroduzione di queste specie sudamericane nell’America centrale potesse aver avviato lo sviluppo di ibridi più produttivi nella regione.
Sebbene i risultati coprano solo campioni di atomi di El Gigante risalenti a circa 2.000 anni fa, Kistler ha affermato che la forma e la struttura delle pannocchie di uno strato di circa 4.000 anni indicavano che erano più o meno produttive di quelle di cui lui ei suoi colleghi erano autori. Capace di sequenziamento. Per Kistler, ciò significa che il miglioramento delle colture popolari probabilmente è avvenuto 2000 anni fa o durante l’intervallo tra questi strati archeologici a El Gigante. Il team ipotizza inoltre che l’introduzione di varietà e geni del mais sudamericani, probabilmente almeno 4.300 anni fa, potrebbe aver aumentato la resa di mais nella regione e la prevalenza di mais nella dieta delle persone che vivevano. Nell’area più ampia, come scoperto in A. Uno studio recente Guidato da Kennett.
“Stiamo iniziando a vedere i dati di più studi in America centrale che indicano che il mais è diventato un raccolto di base più produttivo e sempre più importante tra 4.700 e 4.000 anni fa”, ha detto Kennett.
Questi ultimi risultati, in combinazione con il recente studio di Kennett, suggeriscono che qualcosa di critico potrebbe essere accaduto nell’addomesticamento del mais circa 4.000 anni fa in America centrale e che l’iniezione di diversità genetica dal Sud America potrebbe aver avuto qualcosa a che fare con questo. Questo tempismo proposto è anche in linea con l’emergere delle prime società agricole stanziate in America centrale che alla fine diede origine alle grandi civiltà delle Americhe, Olmechi, Maya, Teotihuacan e Aztechi, sebbene Kistler si affrettò a sottolineare che questa idea era ancora evitata dalla speculazione. .
“Non vediamo l’ora di approfondire i dettagli di quello che è successo esattamente intorno ai 4.000 anni”, ha detto Kistler. Ci sono molti campioni archeologici di mais che non sono stati analizzati geneticamente. Se iniziamo a testare più di questi campioni, possiamo iniziare a rispondere a queste domande in sospeso su quanto sia importante la reintroduzione delle varietà sudamericane. “
Il riferimento: “I genomi del mais archeologico nell’America centrale indicano un flusso genico antico dal Sud America” di Logan Kistler, Heather P. Thacker, Amber M Vanderwarker, Alejandra Dumik, Anders Bergstrom, Richard J. George, Thomas K. Harper e Robin G. Kenneth Hearth e Douglas J. Kennett, 14 dicembre 2020 Atti della National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073 / pnas.2015560117
Il finanziamento e il supporto per questa ricerca sono stati forniti dalla Smithsonian Institution, dalla National Science Foundation, dalla Pennsylvania State University e dal Francis Crick Institute.
