Origines précoces du maïs au Mexique

Les ancêtres du maïs poussaient à l’origine à l’état sauvage au Mexique et étaient radicalement différents de la plante qui est maintenant l’une des cultures les plus importantes au monde. Bien que la preuve soit claire que le maïs a été domestiqué pour la première fois au Mexique, l’heure et le lieu des premiers événements de domestication et de dispersion sont toujours en litige. Maintenant, en plus des vestiges macrobotaniques et archéologiques plus traditionnels, les scientifiques utilisent de nouvelles techniques génétiques et microbotaniques pour distinguer le maïs domestiqué de ses parents sauvages ainsi que pour identifier les sites anciens de culture du maïs. Ces nouvelles analyses suggèrent que le maïs pourrait avoir été domestiqué au Mexique il y a déjà 10 000 ans.

Dr. John Jones et ses collègues, Mary Pohl et Kevin Pope, ont évalué plusieurs sources de preuves, y compris des restes paléobotaniques tels que le pollen, les phytolithes et les grains d’amidon, ainsi que des analyses génétiques, pour reconstruire l’histoire ancienne de l’agriculture du maïs. Le Dr Jones, du Département d’anthropologie de l’Université d’État de Washington, Pullman, présentera ces travaux lors d’un symposium sur la Biologie du maïs à la réunion annuelle de l’American Society of Plant Biologists à Mérida, au Mexique (28 juin, 8h30).

Bien que des restes macrobotaniques tels que des grains de maïs, des épis et des feuilles aient été trouvés dans des grottes de montagne sèches, ces restes ne sont pas conservés dans des zones de plaine plus humides, de sorte que les conclusions basées sur de tels restes sont fragmentaires. Des parties beaucoup plus petites de la plante de maïs, comme les dépôts de silice cellulaire, appelés phytolithes, et les grains de pollen et d’amidon, sont conservées dans des conditions humides et sèches. Ces éléments de preuve, ainsi que des données génétiques et archéologiques, sont utilisés pour reconstruire l’histoire de l’agriculture jusqu’à ses origines dans le monde entier.

Le maïs est pollinisé par le vent et rejette de grandes quantités de pollen qui se déposent dans les sédiments du sol et de l’eau. La paroi externe dure (exine) du pollen le protège de la détérioration pendant des milliers d’années. S’il est possible de distinguer les grains de pollen du maïs et de ses proches parents des autres graminées, il est plus difficile, sauf aux plus grandes tailles, de différencier le pollen du maïs (Zea mays) de son ancêtre sauvage présumé la téosinte (Zea sp). Ainsi, alors que le pollen peut fournir la preuve de la présence de maïs domestiqué, ainsi que celle d’autres plantes indiquant une activité agricole, le pollen de maïs à lui seul n’est pas une preuve définitive de plantes domestiquées.

Les phytolithes sont un autre type de microfossile végétal qui est conservé pendant des milliers d’années et peut être utilisé pour distinguer le maïs domestiqué du maïs sauvage. Ces corps microscopiques sont des dépôts de silice ou d’oxalate de calcium qui s’accumulent dans les espaces intercellulaires des tiges, des feuilles et des racines des plantes et ont des formes caractéristiques selon le genre et l’espèce. Ils sont conservés même lorsque la plante est brûlée ou désintégrée. Les scientifiques ont découvert qu’il était possible de distinguer les microlithes de la téosinte de ceux du maïs et d’autres graminées, leur permettant ainsi d’identifier les dates et les lieux approximatifs des premières activités agricoles. Les phytolithes sont également conservés sur des artefacts en céramique et en pierre utilisés pour traiter les aliments.

Jones et ses collègues ont analysé les sédiments de San Andrés, dans l’état de Tabasco sur la côte du golfe du Mexique. L’analyse des sédiments superficiels a révélé des phytolithes de variétés de maïs domestiquées ainsi que ceux de mauvaises herbes agricoles. Ces données, ainsi que des preuves de brûlage, suggèrent que les agriculteurs étaient actifs dans cette partie de la péninsule du Yucatan il y a environ 7 000 ans.

Les grains d’amidon sont l’ajout le plus récent à la boîte à outils archéobotanique. Le maïs et ses espèces apparentées à l’herbe produisent de grandes quantités de grains d’amidon aux caractéristiques morphologiques uniques et, comme les phytolithes, sont conservés dans les sédiments et sur des artefacts culturels. Le maïs produit plus d’amidon que son parent sauvage la téosinte, et les grains sont beaucoup plus gros. La paléobotaniste Dolores Piperno et ses collègues ont établi un certain nombre de critères pour distinguer les grains d’amidon de différentes herbes et ont constaté que ceux du maïs et de la téosinte pouvaient être séparés de manière fiable en fonction de la taille et d’autres caractères morphologiques.

Le maïs a également une riche histoire génétique, qui a donné naissance à des milliers de variétés ou de variétés locales adaptées à différentes conditions environnementales. Les scientifiques du maïs et les généticiens ont utilisé ces informations pour suivre l’évolution et la dispersion des variétés de maïs ainsi que pour reconstruire l’histoire de la domestication du maïs. Par exemple, le locus teosinte glume architecture 1 (tga1) est important pour déterminer la formation et la morphologie des phytolithes et, avec d’autres « gènes de domestication », peut être utilisé pour écrire l’histoire de la domestication et de l’utilisation du maïs par l’homme.

Toutes ces méthodes sont utilisées par les paléobotanistes, les phytologues et les archéologues comme Jones et ses collègues, pour reconstituer la riche histoire de la domestication et de l’évolution du maïs. De nombreuses variétés anciennes étaient des adaptations à différentes conditions environnementales telles que différents sols, températures, altitude et sécheresse. La préservation de ces variétés et la connaissance de leur histoire génétique et adaptative sont d’une importance primordiale car les agriculteurs du monde entier font face aux changements de sol, de température et de disponibilité en eau et luttent pour maintenir un approvisionnement alimentaire pour des populations en croissance.

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Société Américaine des biologistes des plantes