Madrid. Una combinación de arqueología y genética molecular permitió una comprensión más profunda de cómo se domesticó el maíz moderno a partir del teosinte.

La investigación sobre esta hierba perenne, originaria de México y América Central, conocida hace más de 5 mil años, se publica en Proceedings, de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, 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 de investigación, su grupo ha descubierto cómo las raíces tienen un papel fundamental en el desarrollo y la supervivencia de las plantas.

“El maíz no es la 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”, explicó en un comunicado. “Si bien es intrínsecamente interesante aprender cómo evolucionó el maíz desde su ancestro silvestre hasta lo que conocemos ahora, lo que conozcamos 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 Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad, del Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados (Cinvestav), del Instituto Politécnico Nacional, y ahora estudiante de doctorado en el laboratorio de Lynch, los investigadores examinaron dos tallos antiguos de raíces encontrados en la cueva de San Marcos en el Valle de Tehuacán, México, para comprender los cambios que ocurrieron bajo tierra durante la domesticación.

Usaron tomografía por ablación láser, 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 de Lynch, incluido el ex alumno Ben Hall, quien creó una empresa que se centra en esta técnica. En este estudio, se utilizó 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 mil 956 y 5 mil 280 años.

Agua y nutrientes

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 moderno, los dos especímenes carecían de raíces seminales. Estas últimas, 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 casi 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.