O milho é uma das culturas mais importantes do mundo. Nós não apenas pop e mastigá-lo na espiga; o milho pode ser transformado em farinha e xarope, é alimentado ao gado, é transformado em etanol e pode até mesmo ser usado para fazer plástico. Entre 2016 e 2017, cerca de um bilhão de toneladas de milho foram produzidas em todo o mundo, e o milho produz mais de seis por cento de todas as calorias alimentares para humanos.
A história deste amido humilde, mas útil, começa há milhares de anos no México, com a domesticação de uma antiga erva chamada teosinto. Mas, de acordo com um novo estudo publicado na Science, a trajetória da evolução do teosinte no grão de ouro que conhecemos hoje pode ser mais complexa do que os cientistas pensavam anteriormente.
A domesticação do milho, segundo a teoria comumente aceita, ocorreu no vale do rio Balsas, no centro-sul do México. Há cerca de 9.000 anos, os primeiros agricultores desta região começaram a selecionar as características favoráveis do teosinte, que parece muito diferente do milho moderno e não é particularmente palatável; sua espiga é pequena e seus poucos grãos estão rodeados por um revestimento resistente. Mas com a intervenção humana, o teosinte evoluiu para um saboroso e macio milho, que foi posteriormente transportado para outras partes das Américas. Na época da colonização européia no século XV, o milho era uma importante fonte de alimento em muitas partes da região.
Logan Kistler, o principal autor do estudo e curador de arqueobotânica e arqueogenômica no Museu Nacional Smithsonian de História Natural, diz que, de acordo com essa teoria, o fluxo gênico do teosinto selvagem ainda estava acontecendo em alguns grãos domesticados, mas “em grande escala, evolutivamente importante caminho, o fluxo gênico mais ou menos parou no ancestral comum de todo o milho ”.
Revelações recentes, no entanto, levaram Kistler e seus colegas a repensar essa ideia. Em 2016, dois grupos de pesquisa independentes analisaram o DNA de espigas de milho de 5.000 anos de idade de uma caverna no México e descobriram que o milho antigo ainda estava no meio do processo de domesticação. As espigas tinham alguns genes associados ao teosinte, ditando coisas como dispersão de sementes e produção de amido, e outros genes característicos do milho domesticado, como variantes responsáveis pela eliminação do invólucro externo duro do teosinte.
Essas descobertas, de acordo com Kistler, foram surpreendentes. Quando as espigas acabaram no chão da antiga caverna, o milho já havia viajado muito além do México e fora cultivado no sudoeste da Amazônia por cerca de 1.500 anos. A história evolucionista do grão, em outras palavras, parecia ter se separado em dois caminhos diferentes.
“Você tem esse paradoxo, essa incompatibilidade, onde você já tem milho sendo continuamente cultivado em partes da Amazônia por milhares de anos, e então ainda não terminou de ser domesticado no centro de origem”, explica Kistler. "Para conciliar a arqueologia e a genética ... tivemos que pensar em um novo modelo de domesticação."
Então, Kistler e seus colegas pesquisadores decidiram dar uma olhada mais de perto no DNA do milho - e o que encontraram sugere que, enquanto a domesticação do teosinte realmente começou no México,
Não devemos pensar na domesticação do milho como um evento discreto. Em vez disso, a evolução dos grãos foi um processo longo e complicado, com os estágios finais de sua domesticação ocorrendo mais de uma vez, em mais de um lugar.
O novo estudo analisou os genomas de mais de 100 variedades de milho moderno, cerca de 40 dos quais foram seqüenciados pelos pesquisadores. A equipe também analisou o DNA de 11 plantas antigas. Quando mapearam as conexões genéticas entre os espécimes, os pesquisadores descobriram várias linhagens distintas, cada uma com sua própria relação única com o teosinte. Mais significativamente, os resultados revelaram que, embora a domesticação do milho tenha começado com um único grande pool genético no México, o grão foi transportado para outro lugar antes que o processo de domesticação estivesse completo.
“Encontramos nos genomas evidências de que o milho sul-americano realmente se originou dentro de uma dessas linhagens semi-domésticas”, diz Kistler. “Você teve essas evoluções paralelas acontecendo em diferentes partes das Américas, com diferentes grupos de pessoas.”
Houve, de acordo com o estudo, uma grande onda de movimento “proto-milho” do México para a América do Sul. O milho parcialmente domesticado parece ter desembarcado no sudoeste da Amazônia, que já era um hotspot para a domesticação de outras plantas, incluindo arroz, abóbora e mandioca. Kistler teoriza que o milho foi adotado em práticas agrícolas lá, dando ao processo de domesticação uma chance de continuar de onde parou. É possível, embora não esteja certo, que o milho neste novo local tenha evoluído mais rapidamente do que o milho no centro da domesticação, o que explicaria por que as espigas de 5.000 anos da caverna no México parecem estar em uma fase intermediária de domesticação. numa época em que o milho já estava sendo cultivado na Amazônia.
"A razão para isso é que você não está tendo fluxo gênico constante da população selvagem ... onde o milho selvagem na borda do campo vai estar contribuindo com algum pólen", diz Kistler. "Isso vai diminuir a eficiência da seleção, e você não será tão eficientemente capaz de conduzir a seleção para essas características."
Após incubar no sudoeste da Amazônia por vários milhares de anos, o milho voltou a se movimentar, segundo os autores do estudo - desta vez para a Amazônia oriental, onde cresceu em meio a um florescimento geral da agricultura que os arqueólogos observaram na região.
Outra descoberta interessante está no fato de que o milho moderno dos Andes e do sudoeste da Amazônia está intimamente relacionado ao milho cultivado no leste do Brasil, o que aponta para outro movimento para o leste. Isso se alinha com evidências arqueológicas - como a disseminação de tradições de cerâmica, por exemplo - sugerindo que as pessoas nas Américas começaram a se expandir para o leste há cerca de mil anos, de acordo com Kistler. Hoje, de fato, as pessoas que falam línguas Macro-Jê perto da costa atlântica do Brasil usam uma palavra indígena da Amazônia para “milho”.
As peças desse quebra-cabeça genético não se encaixaram claramente no início. Kistler disse que os dados genômicos que ele e seus colegas pesquisadores coletaram foram "realmente confusos por um longo tempo".
"Não podíamos fazer cara ou coroa do que estávamos vendo até começarmos a conversar com especialistas lingüísticos, paleoecologistas e arqueólogos", ele explica. “Então clicou.”
Algumas revelações surgiram por feliz coincidência. Enquanto Kistler apresentava uma versão inicial de suas descobertas no Brasil no ano passado, Flaviane Malaquias Costa, aluna de doutorado na Universidade de São Paulo, estava na platéia. Ela apontou que o mapa genético de Kistler tinha notável semelhança com a distribuição de uma palavra amazônica para o milho. Mais tarde, Jonas Gregorio de Souza e Eduardo Ribeiro, pesquisadores da Universidade de Exeter e do Museu de História Natural, respectivamente, ajudaram a vincular ainda mais essa tendência lingüística à paisagem.
O trabalho coletivo da equipe "descreve bem um modelo explícito em que o milho continuou a evoluir depois que chegou à América do Sul", diz Jeffrey Ross-Ibarra, cientista de plantas da Universidade da Califórnia, em Davis, que estuda a genética evolutiva do milho e teosinto, mas não esteve envolvido neste estudo. “Embora não seja uma segunda domesticação em si, ela destaca que o milho sul-americano sofreu uma quantidade considerável de adaptação um pouco independente do milho no México.”
Para Michael Blake, um antropólogo da Universidade da Colúmbia Britânica, cuja pesquisa se concentra nas origens e disseminação da agricultura, o sequenciamento de nove plantas arqueológicas no estudo é particularmente emocionante. "Ainda não tivemos muitos contextos bons [na América do Sul], onde podemos obter boas amostras de milho arqueológico que são confiavelmente datadas e ... bem preservadas para que possam produzir evidências genéticas", diz ele.
Mas Blake também observa que estas amostras antigas tinham apenas cerca de 1.000 anos de idade, o que é "bastante tardio na evolução do milho". Há muito poucas amostras de milho arqueológico da América do Sul que datam de cinco ou seis mil anos atrás, o que torna difícil para obter uma imagem completa do grão que foi realizado no México.
“A própria caracterização genética pode não nos dizer muito sobre a morfologia [ou a forma e estrutura das plantas] porque não sabemos exatamente quais são os elos entre os aspectos da morfologia e os próprios genes”, explica Blake.
Kistler reconhece que seria "muito bom" ter provas tão antigas da América do Sul, mas também está pensando no futuro. É importante entender como o milho se adaptou a novos ambientes no passado porque o grão continua sendo uma fonte vital de alimento hoje, diz Kistler. A domesticação do milho tem sido tão bem sucedida até o momento porque uma relação simbiótica entre o homem e a planta floresceu por milênios; cultivando o milho, os humanos têm uma fonte confiável de alimento e o milho era regularmente semeado em um ambiente rico em nutrientes.
Nosso clima de mudança rápida é, no entanto, “um pouco negativo nesse relacionamento”, explica Kistler. "Portanto, é ainda mais importante pensar em termos de biodiversidade e de onde a adaptabilidade virá quando nosso sistema de produção de alimentos começar a responder mal às mudanças nas características climáticas de alto nível".
