Wczesne początki kukurydzy w Meksyku

przodkowie kukurydzy pierwotnie Rosli dziko w Meksyku i radykalnie różnili się od rośliny, która jest obecnie jedną z najważniejszych upraw na świecie . Chociaż dowody są jasne, że kukurydza została po raz pierwszy udomowiona w Meksyku, czas i miejsce najwcześniejszych udomowień i rozprzestrzeniania się są nadal przedmiotem sporów. Obecnie, oprócz bardziej tradycyjnych pozostałości makrobotanicznych i archeologicznych, naukowcy używają nowych technik genetycznych i mikrobotanicznych, aby odróżnić udomowioną kukurydzę od jej dzikich krewnych, a także zidentyfikować starożytne stanowiska rolnictwa kukurydzy. Te nowe analizy sugerują, że kukurydza mogła zostać udomowiona w Meksyku już 10 000 lat temu.

Dr John Jones i jego współpracownicy, Mary Pohl i Kevin Pope, ocenili wiele linii dowodów, w tym pozostałości paleobotaniczne, takie jak pyłki, fitolity i ziarna skrobi, a także analizy genetyczne, aby zrekonstruować wczesną historię rolnictwa kukurydzy. Dr Jones z Wydziału Antropologii Uniwersytetu Stanowego w Waszyngtonie, Pullman, zaprezentuje tę pracę podczas sympozjum na temat biologii kukurydzy na dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa biologów roślin w Mérida w Meksyku(28 czerwca, 8: 30).

podczas gdy szczątki makrobotaniczne, takie jak ziarna kukurydzy, kolby i liście, zostały znalezione w suchych górskich jaskiniach, takie szczątki nie są zachowane w bardziej wilgotnych obszarach nizinnych, więc wnioski oparte na takich szczątkach są fragmentaryczne. Znacznie mniejsze części rośliny kukurydzy, takie jak komórkowe złoża krzemionki, zwane fitolitami, oraz pyłki i ziarna skrobi, są zachowane zarówno w warunkach wilgotnych, jak i suchych. Te linie dowodów, wraz z danymi genetycznymi i archeologicznymi, są wykorzystywane do rekonstrukcji historii rolnictwa do jej początków na całym świecie.

kukurydza jest zapylana wiatrem i zrzuca duże ilości pyłku, który osadza się w osadach glebowych i wodnych. Twarda ściana zewnętrzna (exine) pyłku chroni go przed zniszczeniem przez tysiące lat. Chociaż możliwe jest odróżnienie ziaren pyłku kukurydzy i jej bliskich krewnych od innych traw, trudniej jest, z wyjątkiem największych rozmiarów, odróżnić pyłek kukurydzy (Zea mays) od jej domniemanego dzikiego przodka teosinte (ZEA sp). Tak więc, podczas gdy pyłek może dostarczyć dowodów na obecność udomowionej kukurydzy, wraz z innymi roślinami wskazującymi na działalność rolniczą, sam pyłek kukurydzy nie jest ostatecznym dowodem udomowionych roślin.

Fitolity to kolejny rodzaj mikrofosylów roślinnych, który jest przechowywany przez tysiące lat i może być używany do odróżnienia udomowionej od dzikiej kukurydzy. Te mikroskopijne ciała są osadami krzemionki lub szczawianu wapnia, które gromadzą się w przestrzeniach międzykomórkowych łodyg roślin, liści i korzeni i mają charakterystyczne kształty w zależności od rodzaju i gatunku. Są one zachowane nawet wtedy, gdy roślina jest spalona lub zdezintegrowana. Naukowcy odkryli, że możliwe jest odróżnienie mikrolitrów teosinte od mikrolitrów kukurydzy i innych traw, co pozwala im zidentyfikować przybliżone daty i miejsca wczesnej działalności rolniczej. Fitolity są również zachowane na ceramicznych i kamiennych artefaktach używanych do przetwarzania żywności.

Jones i jego współpracownicy przeanalizowali osady z San Andrés, w stanie Tabasco na wybrzeżu Zatoki Meksykańskiej. Analiza osadów obszarowych wykazała fitolity udomowionych odmian kukurydzy oraz chwastów rolniczych. Dane te, wraz z dowodami na spalenie, sugerują, że rolnicy byli aktywni w tej części półwyspu Jukatan około 7000 lat temu.

ziarna skrobi są najnowszym dodatkiem do archeobotanicznego zestawu narzędzi. Kukurydza i jej krewni z traw wytwarzają duże ilości ziaren skrobi o unikalnych cechach morfologicznych i, podobnie jak fitolity, są przechowywane w osadach i na artefaktach kulturowych. Kukurydza produkuje więcej skrobi niż jej dziki krewny teosinte, a ziarna są znacznie większe. Paleobotanistka Dolores Piperno i jej współpracownicy ustalili szereg kryteriów rozróżniania ziaren skrobi różnych traw i odkryli, że ziarna kukurydzy i teosinte można wiarygodnie oddzielić na podstawie wielkości i innych cech morfologicznych.

kukurydza ma również bogatą historię genetyczną, która zaowocowała tysiącami odmian lub krain przystosowanych do różnych warunków środowiskowych. Naukowcy i genetycy wykorzystali te informacje do śledzenia ewolucji i rozprzestrzeniania się odmian kukurydzy, a także do rekonstrukcji historii udomowienia kukurydzy. Na przykład locus Teosinte glume architecture 1 (tga1), jest ważny w określaniu formacji i morfologii fitolitu i, wraz z innymi „genami udomowienia”, może być użyty do napisania historii udomowienia kukurydzy i jej użycia przez ludzi.

wszystkie te metody są wykorzystywane przez paleobotanistów, naukowców i archeologów, takich jak Jones i jego współpracownicy, do rekonstrukcji bogatej historii udomowienia i ewolucji kukurydzy. Wiele starożytnych odmian przystosowało się do różnych warunków środowiskowych, takich jak różne gleby, temperatura, wysokość i susza. Zachowanie tych odmian i znajomość ich genetycznych i adaptacyjnych historii mają ogromne znaczenie, ponieważ rolnicy na całym świecie radzą sobie ze zmianami w glebie, temperaturze i dostępności wody oraz walczą o utrzymanie zapasów żywności dla rosnących populacji.

kontakt:
Dr John Jones
[email protected]
509-335-3348
Hyatt Regency Merida: +52-999-942-1234

Brian Hyps
[email protected]
240-354-5160
American Society of Plant Biologists