Una combinación de arqueología y genética molecular ha permitido una comprensión más profunda de cómo se doméstico el maíz moderno a partir del teosinte.

La investigación sobre esta hierba perenne, originaria de México y América Central y conocida hace más de 5.000 años, se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) por científicos mexicanos y de la Universidad de Penn State.

Hay mucho interés en cómo los antiguos agricultores transformaron la hierba silvestre teosinte en maíz moderno, uno de los cultivos más importantes y exitosos del mundo, según el líder del equipo Jonathan Lynch, profesor de nutrición vegetal. Durante décadas, su grupo de investigación ha estado descubriendo cómo las raíces juegan un papel fundamental en el desarrollo y la supervivencia de las plantas.

"El maíz no es una excepción, y resulta que los primeros cultivadores, probablemente sin saberlo, seleccionaron las características de las raíces que respaldaron un mayor desarrollo de semillas y mazorcas", dijo en un comunicado. "Y si bien es intrínsecamente interesante aprender cómo evolucionó el maíz desde su ancestro silvestre hasta lo que conocemos hoy, lo que aprendamos sobre cómo cambió la planta para lidiar con la sequía y los suelos duros puede ayudar a los fitomejoradores del mañana".

Encabezados por Iván López-Valdivia, inicialmente estudiante de posgrado en LANGEBIO en México y ahora estudiante de doctorado en el laboratorio de Lynch, los investigadores examinaron dos tallos de raíces antiguos encontrados en la cueva de San Marcos en el Valle de Tehuacán, México, para comprender los cambios que ocurrieron bajo tierra durante domesticación.

Utilizaron tomografía por ablación láser, una plataforma de fenotipado de alta resolución que combina óptica láser e imágenes en serie con reconstrucción y cuantificación de imágenes en 3D, para comprender la anatomía de las plantas.

A menudo denominada LAT, la tecnología fue desarrollada hace una década por el grupo de investigación de Lynch, incluido el ex alumno Ben Hall, quien creó una empresa que se centra en esta técnica. En este estudio, se utilizó LAT para reconstruir la estructura tridimensional de la raíz y la anatomía interna de los dos especímenes antiguos de raíz de maíz, que datan de entre 4.956 y 5.280 años.

En los hallazgos, los investigadores informaron que las células corticales externas de las raíces presentaban paredes gruesas similares a las que se encuentran en las plantas de maíz actuales adaptadas a suelos duros. Pero a diferencia del maíz moderno, los dos especímenes carecían de raíces seminales. Las raíces seminales, que suministran a las plántulas de maíz agua y nutrientes adicionales, no están presentes en el teosinte.

Luego, los investigadores analizaron el ADN de un tercer espécimen de aproximadamente la misma edad y encontraron mutaciones en dos genes que contribuyen a las raíces seminales del maíz moderno. Estos primeros especímenes de maíz se parecen más al teosinte en su adaptación a la sequía.

Los resultados indican que algunos rasgos relacionados con la adaptación a la sequía no estaban completamente presentes en el maíz más temprano de Tehuacán, lo que brinda información sobre las condiciones que prevalecían durante el cultivo temprano del maíz en la región, señaló López-Valdivia.