Frühe Ursprünge von Mais in Mexiko

Die Vorfahren von Mais wuchsen ursprünglich wild in Mexiko und unterschieden sich radikal von der Pflanze, die heute eine der wichtigsten Kulturen der Welt ist. Während die Beweise klar sind, dass Mais zuerst in Mexiko domestiziert wurde, Die Zeit und der Ort der frühesten Domestizierungs- und Verbreitungsereignisse sind immer noch umstritten. Jetzt, zusätzlich zu traditionelleren makrobotanischen und archäologischen Überresten, Wissenschaftler verwenden neue genetische und mikrobotanische Techniken, um domestizierten Mais von seinen wilden Verwandten zu unterscheiden und antike Stätten der Maislandwirtschaft zu identifizieren. Diese neuen Analysen legen nahe, dass Mais in Mexiko bereits vor 10.000 Jahren domestiziert wurde.

Dr. John Jones und seine Kollegen, Mary Pohl, und Kevin Pope, haben mehrere Beweislinien ausgewertet, einschließlich paläobotanischer Überreste wie Pollen, Phytolithen, und Stärkekörner, sowie genetische Analysen, die frühe Geschichte der Maislandwirtschaft zu rekonstruieren. Dr. Jones vom Department of Anthropology der Washington State University, Pullman, wird diese Arbeit auf einem Symposium zur Maisbiologie auf der Jahrestagung der American Society of Plant Biologists in Mérida, Mexiko, vorstellen (28. Juni, 8:30 Uhr). Während makrobotanische Überreste wie Maiskörner, Maiskolben und Blätter in trockenen Berghöhlen gefunden wurden, sind solche Überreste in feuchteren Tieflandgebieten nicht erhalten, so dass die Schlussfolgerungen, die auf solchen Überresten basieren, fragmentarisch sind. Viel kleinere Teile der Maispflanze, wie zelluläre Kieselsäureablagerungen, Phytolithen genannt, und Pollen- und Stärkekörner, werden sowohl unter feuchten als auch unter trockenen Bedingungen konserviert. Diese Beweislinien, zusammen mit genetischen und archäologischen Daten, werden verwendet, um die Geschichte der Landwirtschaft bis zu ihren Ursprüngen auf der ganzen Welt zu rekonstruieren.

Mais ist windbestäubt und wirft große Mengen an Pollen ab, die sich in Boden- und Wassersedimenten ablagern. Die harte Außenwand (Exine) von Pollen schützt es seit Tausenden von Jahren vor dem Verfall. Während es möglich ist, die Pollenkörner von Mais und seinen nahen Verwandten von anderen Gräsern zu unterscheiden, ist es schwieriger, außer bei den größten Größen, den Pollen von Mais (Zea mays) von seinem vermuteten wilden Vorfahren Teosinte (Zea sp) zu unterscheiden. Während also Pollen zusammen mit anderen Pflanzen, die auf eine landwirtschaftliche Tätigkeit hinweisen, Hinweise auf das Vorhandensein von domestiziertem Mais liefern können, ist Maispollen allein kein endgültiger Beweis für domestizierte Pflanzen.

Phytolithen sind eine andere Art von Pflanzenmikrofossil, die seit Tausenden von Jahren erhalten ist und verwendet werden kann, um domestizierten von wildem Mais zu unterscheiden. Diese mikroskopischen Körper sind Kieselsäure- oder Calciumoxalatablagerungen, die sich in den Interzellularräumen von Pflanzenstängeln, Blättern und Wurzeln ansammeln und je nach Gattung und Art charakteristische Formen aufweisen. Sie bleiben erhalten, auch wenn die Pflanze verbrannt oder zerfallen ist. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass es möglich ist, die Mikrolithen von Teosinte von denen von Mais und anderen Gräsern zu unterscheiden, so dass sie die ungefähren Daten und Orte der frühen landwirtschaftlichen Tätigkeit identifizieren können. Phytolithen werden auch auf Keramik- und Steinartefakten aufbewahrt, die zur Verarbeitung von Lebensmitteln verwendet werden. Jones und seine Mitarbeiter analysierten die Sedimente aus San Andrés im Bundesstaat Tabasco an der mexikanischen Golfküste. Die Analyse von Bodensedimenten ergab Phytolithen von domestizierten Maissorten sowie solche von landwirtschaftlichen Unkräutern. Diese Daten, zusammen mit Hinweisen auf Verbrennungen, deuten darauf hin, dass Landwirte in diesem Teil der Halbinsel Yucatan vor etwa 7.000 Jahren aktiv waren.

Stärkekörner sind die jüngste Ergänzung der archäobotanischen Toolbox. Mais und seine Grasverwandten produzieren große Mengen Stärkekörner mit einzigartigen morphologischen Eigenschaften und werden wie Phytolithen in Sedimenten und auf kulturellen Artefakten konserviert. Mais produziert mehr Stärke als sein wilder Verwandter Teosinte, und die Körner sind viel größer. Die Paläobotanikerin Dolores Piperno und ihre Kollegen haben eine Reihe von Kriterien zur Unterscheidung der Stärkekörner verschiedener Gräser festgelegt und festgestellt, dass die von Mais und Teosinte anhand von Größe und anderen morphologischen Merkmalen zuverlässig getrennt werden können.

Mais hat auch eine reiche genetische Geschichte, die zu Tausenden von Sorten oder Landrassen geführt hat, die an unterschiedliche Umweltbedingungen angepasst sind. Maiswissenschaftler und Genetiker haben diese Informationen verwendet, um die Entwicklung und Verbreitung von Maissorten zu verfolgen und die Geschichte der Maisdomestizierung zu rekonstruieren. Zum Beispiel ist der Locus teosinte glume architecture 1 (tga1) wichtig für die Bestimmung der Phytolithbildung und Morphologie und kann zusammen mit anderen „Domestizierungsgenen“ verwendet werden, um die Geschichte der Domestizierung und Verwendung von Mais durch den Menschen zu schreiben. All diese Methoden werden von Paläobotanikern, Pflanzenwissenschaftlern und Archäologen wie Jones und seinen Kollegen verwendet, um die reiche Geschichte der Domestizierung und Evolution von Mais zu rekonstruieren. Viele der alten Sorten waren Anpassungen an unterschiedliche Umweltbedingungen wie unterschiedliche Böden, Temperatur, Höhe und Trockenheit. Die Erhaltung dieser Sorten und die Kenntnis ihrer genetischen und Anpassungsgeschichte sind von größter Bedeutung, da Landwirte auf der ganzen Welt mit Veränderungen der Boden-, Temperatur- und Wasserverfügbarkeit fertig werden und Schwierigkeiten haben, eine Nahrungsmittelversorgung für wachsende Bevölkerungsgruppen aufrechtzuerhalten.

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Brian Hyps
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Amerikanische Gesellschaft der Pflanzenbiologen