DNA antigo continua a reescrever a história de 9.000 anos do milho.

Três espigas de milho de 2.000 anos encontradas em um abrigo de pedra El Gigante, em Honduras mostram que as pessoas trouxeram variedades de milho de volta à Mesoamérica, possivelmente gerando produtividade e moldando a civilização.

Há cerca de 9.000 anos, o milho como é conhecido hoje não existia. 

Os resultados inéditos dessa pesquisa são relatados na edição da revista norte-americana Science, em artigo intitulado “Multiproxy evidence highlights a complex evolutionary legacy of maize in South America” (Evidência multi-proxy destaca um complexo legado evolutivo do milho na América do Sul). 

De acordo com os resultados, o processo de seleção e domesticação dessa espécie vegetal ainda não havia sido finalizado no México quando as variedades começaram a ser difundidas para a América do Sul, onde ocorreu a “moldagem” final do milho na região sudoeste da Amazônia.

Isso significa uma revisão na história da domesticação de uma das mais importantes culturas do mundo, revelando que os agricultores mexicanos e do sudoeste da Amazônia continuaram a melhorar a cultura ao longo de milhares de anos, até que a planta fosse totalmente domesticada nessas regi

Povos antigos no sudoeste do México encontraram uma grama selvagem chamada teosinto, que oferecia orelhas menores do que um dedo mindinho com apenas um punhado de grãos pedregosos.

Mas por um golpe de gênio ou necessidade, esses cultivadores indígenas viram potencial no grão, adicionando-o a suas dietas e colocando-o no caminho para se tornar uma safra domesticada que agora alimenta bilhões.

Essas espigas de milho foram analisadas geneticamente por uma equipe internacional de cientistas que sequenciaram totalmente os genomas. 

A análise dos três genomas revela que essas variedades milenares de milho centro-americano tinham ascendência sul-americana e adiciona um novo capítulo em uma história complexa emergente da história da domesticação do milho. 

Juntamente com estudos recentes sobre a domesticação do milho nesta região, essas últimas descobertas sugerem que algo importante pode ter ocorrido na domesticação do milho cerca de 4000 anos atrás na América Central, e que uma injeção de diversidade genética da América do Sul pode ter ocorrido. algo a ver com isso. 

Apesar de quão vital o milho, ou milho, é para a vida moderna, ainda existem lacunas na compreensão de sua jornada através do espaço e do tempo. Agora, uma equipe co-liderada por pesquisadores do Smithsonian nos Estados Unidos usou DNA antigo para preencher algumas dessas lacunas.

Um novo estudo, que revela detalhes da história de 9.000 anos do milho, é um excelente exemplo das maneiras pelas quais a pesquisa básica sobre o DNA antigo pode fornecer insights sobre a história humana que de outra forma seriam inacessíveis, disse o co-autor Logan Kistler , curador de arqueogenômica e arqueobotânica no Museu Nacional de História Natural do Smithsonian.

“A domesticação - a evolução das plantas selvagens ao longo de milhares de anos nas culturas que nos alimentam hoje - é indiscutivelmente o processo mais significativo da história da humanidade, e o milho é uma das culturas mais importantes atualmente cultivadas no planeta”, disse Kistler.

“Compreender mais sobre o contexto evolutivo e cultural da domesticação pode nos dar informações valiosas sobre este alimento com o qual dependemos tão completamente e seu papel na formação da civilização como a conhecemos.”

Genomas totalmente sequenciados

Na edição de 14 de dezembro 2020 da revista Proceedings of the National Academy of Sciences, Kistler e uma equipe internacional de colaboradores relatam os genomas totalmente sequenciados de três espigas de aproximadamente 2.000 anos do abrigo de rochas El Gigante em Honduras.

“Mostramos que os humanos carregavam milho da América do Sul de volta para o centro de domesticação no México”, disse Kistler.

“Isso teria proporcionado uma infusão de diversidade genética que pode ter adicionado resiliência ou maior produtividade. Também ressalta que o processo de domesticação e melhoria da safra não segue apenas em linha reta. ”

Longo processo de domesticação

Os humanos começaram a criar seletivamente o ancestral selvagem do milho, o teosinto, há cerca de 9.000 anos no México, mas as variedades parcialmente domesticadas da cultura não alcançaram o resto da América Central e do Sul por mais 1.500 e 2.000 anos, respectivamente.

Por muitos anos, o pensamento convencional entre os estudiosos foi que o milho foi primeiro totalmente domesticado no México e depois espalhado em outros lugares.

No entanto, depois que as espigas de 5.000 anos encontradas no México foram apenas parcialmente domesticadas, os estudiosos começaram a reconsiderar se esse pensamento capturava toda a história da domesticação do milho.

Então, em um estudo histórico de 2018 liderado por Kistler, os cientistas usaram DNA antigo para mostrar que, embora os primeiros passos do teosinto em direção à domesticação ocorressem no México, o processo ainda não havia sido concluído quando as pessoas começaram a carregá-lo para o sul, para as Américas Central e do Sul.

Em cada uma dessas três regiões, o processo de domesticação e melhoramento da cultura ocorreu em paralelo, mas em velocidades diferentes.

Em um esforço anterior para aprimorar os detalhes desta história de domesticação mais rica e complexa, uma equipe de cientistas, incluindo Kistler, descobriu que restos de milho de 4300 anos do local de abrigo de rocha El Gigante na América Central tinham vindo de um local totalmente domesticado e variedade altamente produtiva.

Traçando a origem

Surpreso ao encontrar milho totalmente domesticado em El Gigante coexistindo em uma região não muito longe de onde o milho parcialmente domesticado foi descoberto no México, Kistler e o co-líder do projeto Douglas Kennett , antropólogo da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, se uniram geneticamente determinar a origem do milho El Gigante.

“O abrigo de rocha El Gigante é notável porque contém restos de plantas bem preservados que abrangem os últimos 11.000 anos”, disse Kennett.

“Mais de 10.000 restos de milho, de espigas inteiras a caules e folhas fragmentadas, foram identificados. Muitos desses vestígios datam de tarde, mas por meio de um extenso estudo de radiocarbono, fomos capazes de identificar alguns vestígios que datam de 4300 anos atrás. ”

Eles procuraram nos estratos arqueológicos ao redor do abrigo de rocha El Gigante por espigas, grãos ou qualquer outra coisa que pudesse render material genético, e a equipe começou a trabalhar para sequenciar algumas das amostras de milho de 4300 anos do local - os vestígios mais antigos da cultura em El Gigante.

Ao longo de dois anos, a equipe tentou sequenciar 30 amostras, mas apenas três eram de qualidade adequada para sequenciar um genoma completo. Todas as três amostras viáveis ​​vieram da camada mais recente de ocupação do abrigo de rochas - carbono datado entre 2300 e 1900 anos atrás.

Sobreposição genética

Com os três genomas sequenciados de milho do El Gigante, os pesquisadores os analisaram em um painel de 121 genomas publicados de várias variedades de milho, incluindo 12 derivados de espigas e sementes de milho antigas.

A comparação revelou fragmentos de sobreposição genética entre as três amostras do abrigo de rocha hondurenho e variedades de milho da América do Sul.

“A ligação genética com a América do Sul era sutil, mas consistente”, disse Kistler. 

“Repetimos a análise muitas vezes usando diferentes métodos e composições de amostra, mas continuamos obtendo o mesmo resultado.”

Variedades mais produtivas

Kistler, Kennett e seus co-autores em instituições colaboradoras, incluindo a Texas A&M University, a Pennsylvania State University, bem como o Francis Crick Institute e a University of Warwick no Reino Unido, levantam a hipótese de que a reintrodução dessas variedades sul-americanas na América Central pode impulsionaram o desenvolvimento de variedades híbridas mais produtivas na região.

Embora os resultados cubram apenas as amostras de milho El Gigante datadas de cerca de 2.000 anos atrás, Kistler disse que a forma e a estrutura das espigas da camada de aproximadamente 4.000 anos sugere que elas eram quase tão produtivas quanto aquelas que ele e seus co-autores eram. capaz de sequenciar.

Para Kistler, isso significa que o melhoramento da safra de sucesso provavelmente ocorreu antes, e não durante os 2.000 anos intermediários ou mais, separando essas camadas arqueológicas em El Gigante.

A equipe ainda levanta a hipótese de que foi a introdução das variedades sul-americanas de milho e seus genes, provavelmente há pelo menos 4300 anos, que pode ter aumentado a produtividade do milho da região e a prevalência do milho na dieta das pessoas que viviam na região mais ampla, conforme descoberto em um estudo recente liderado por Kennett.

“Estamos começando a ver uma confluência de dados de vários estudos na América Central, indicando que o milho estava se tornando uma cultura básica mais produtiva e de crescente importância dietética entre 4.700 e 4.000 anos atrás”, disse Kennett.

Injeção de diversidade genética

Juntamente com o estudo recente de Kennett, essas últimas descobertas sugerem que algo importante pode ter ocorrido na domesticação do milho há cerca de 4.000 anos na América Central, e que uma injeção de diversidade genética da América do Sul pode ter tido algo a ver com isso.

Este momento proposto também se alinha com o surgimento das primeiras comunidades agrícolas estabelecidas na Mesoamérica que, em última análise, deram origem a grandes civilizações nas Américas, os olmecas, maias, Teotihuacan e os astecas, embora Kistler se apressasse em apontar que essa ideia ainda está relegada a especulação.

“Mal podemos esperar para nos aprofundar nos detalhes do que aconteceu exatamente em torno da marca dos 4.000 anos”, disse Kistler.

“Existem tantas amostras arqueológicas de milho que não foram analisadas geneticamente. Se começarmos a testar mais dessas amostras, poderemos começar a responder a essas perguntas persistentes sobre a importância dessa reintrodução de variedades sul-americanas ”.

Fonte: Smithsonian

https://www.eurekalert.org/emb_releases/2020-12/s-adc121020.php