El origen mexicano del maíz

Desde las tortillas hasta el elote desgranado, con escalas gastronómicas en los tamales, sopes, memelas y gorditas de masa, el maíz sigue tan presente en la vida de los mexicanos modernos como lo estuvo en la vida de los mexicanos de antaño, que vieron en este cereal amarillo un auténtico regalo de los dioses. Pero lo cierto es que el maíz fue más bien hijo del ingenio y la paciencia, del esfuerzo y la visión de otros mexicanos que, más atrás en el tiempo, tomaron lo que en esencia era casi un simple zacate y lo domesticaron hasta convertirlo en el cultivo más importante de América.

La historia del maíz es un tema complicado que todavía está a medio escribir, pero hace algunas semanas los equipos de varias universidades norteamericanas ofrecieron al mundo un importante capítulo que resume de manera magistral mucho de lo que se conoce hoy día sobre el maíz. Un vistazo a las implicaciones de este reporte sólo puede desembocar en un nuevo respeto por ese abuelo incómodo de nuestra planta favorita, el teocintle.

No se parece a su abuelo
En la edición de Science del 27 de mayo, investigadores de varias instituciones encabezados por Brandon Gaut, de la Universidad de California en Irvine, estudiaron 774 fragmentos de material genético tanto en maíz moderno como en plantas de teocintle, y estimaron que de los 59 mil genes presentes en el maíz, alrededor de mil 200 genes han sido afectados por los procesos selectivos propios de la domesticación. Veamos ahora qué significa esto.

Simplificando un poco, podemos decir que existen cinco especies de teocintles, que conforman el género Zea (Z. diploperennis, Z. perennis, Z. luxurians, Z. nicaraguensis y Z. mays). En esta historia, la especie importante es Zea mays, que a su vez comprende cuatro subespecies: Z. mays ssp. mays, Z. mays ssp. huehuetangensis, Z. mays ssp. mexicana y Z. mays ssp. parviglumis. Nos interesan dos en particular: Zea mays ssp. mays, especie a la que conocemos como maíz a secas (y así le diremos aquí), y Zea mays ssp. parviglumis, identificada por los científicos como la planta ancestral del maíz, y a la que aquí llamaremos simplemente teocintle.

Después de varias décadas de discutir y de explorar y de enfrentar ideas, los expertos llegaron ya a la conclusión de que el teocintle es el abuelo del maíz. ¡Pero qué abuelo! Entre ambas plantas (pues el teocintle sigue dándose en varias partes de México) hay diferencias muy radicales, tantas que los botánicos del siglo XIX ni siquiera los reconocieron como parientes; de ahí que en muchos libros viejos el teocintle aún aparezca bajo el género Euchlaena.

Tanto el teocintle como el maíz tienen hojas delgadas y espigas productoras de polen, pero las plantas lucen muy distintas: el teocintle es como un maíz con varios tallos, con una espiga en cada extremo. Y las mazorcas son todavía más diferentes: el teocintle tiene mazorcas que miden de 5 a 8 centímetros y que sólo presentan dos hileras con entre cinco y 12 granos triangulares; en cambio, el maíz tiene mazorcas gruesas, robustas, que pueden medir hasta 30 centímetros y contener más de una veintena de hileras: 500 granos o más. Y como remate, los granos del teocintle están envueltos en una cáscara muy dura llamada gluma; esta cáscara es la protección de la semilla, que así puede pasar el invierno en el suelo y hasta sobrevivir al paso por el sistema digestivo de un animal. En el maíz los granos están expuestos, y todo lo que queda de la gluma es esa cascarita molesta que a veces queda atorada entre los dientes.

Uno de los autores del estudio, Michael McMullen, de la Universidad de Missouri en Columbia, comentó que la cáscara de un grano de teocintle quizá pueda ser rota "si tienes dientes de ardilla". Es fácil imaginar cuán poco deseable sería comerse un elote si cada grano fuera como una nuez.

Cuándo y dónde nació el maíz
Eso mismo pensaron, hace entre seis mil y nueve mil años, los primeros mexicanos que cultivaron el teocintle. Esa cáscara era demasiado molesta, de modo que practicaron asiduamente un proceso selectivo: cada temporada de siembra, desechaban los granos más duros y plantaban los que parecían algo más suaves. El proceso, repetido pacientemente año tras año, transformó al teocintle en el maíz. Se ignora con precisión cuánto tiempo pudo durar el proceso de domesticación, y sólo sabemos a ciencia cierta que hace alrededor de 4 mil 500 años ya se había dispersado por todo el continente americano una planta reconocible como el maíz actual.

El reporte de Science no toca el tema del lugar donde ocurrió por primera vez la domesticación del maíz, pero la distribución actual del teocintle y estudios publicados en los últimos años indican dos posibles cunas: una es la zona central del valle del río Balsas, sobre todo en donde se tocan los estados de México y Guerrero, pues ahí medran hoy las poblaciones de teocintle "basal", es decir, el más próximo al maíz visto desde sus genes. La otra cuna, sugerida por evidencias arqueológicas, es el valle de Oaxaca; en particular, los olotes más antiguos descubiertos hasta hoy en América provienen de la cueva de Guilá Naquitz, y datan de hace 5 mil 400 años según la datación hecha con carbono 14.

Como entre ambas cunas potenciales hay casi 500 kilómetros y las condiciones de las zonas son muy distintas, todavía no está dicha la última palabra sobre la domesticación inicial del maíz, pero una buena posibilidad es que los pobladores del valle del Balsas iniciaran una práctica que luego se extendió a Oaxaca y otras regiones del país y del continente. Pero a pesar de las dudas, tenemos ya las siguientes certezas razonables: el maíz nació en México, a partir del teocintle, empujado principalmente por un proceso agrícola que seleccionó los rasgos deseables y desechó los indeseables. Y a diferencia de lo que pasó con otros cereales, que se domesticaron por separado en varias partes, es altamente probable que para el maíz hubiera un solo evento de domesticación seguido por la exportación a otras regiones.

Impacto a nivel de genes
Lo que aquellos mexicanos primitivos no podían saber era el efecto de su selección a nivel de las poblaciones o de los genes de las plantas. Esto es justo lo que hizo el equipo de Gaut en Science: tratar de averiguar el impacto de aquellas prácticas agrícolas en los genes del cereal (el reporte se titula "Los efectos de la selección artificial sobre el genoma del maíz").

¿Qué hicieron los investigadores? Recolectaron 14 muestras de maíz de varias partes del mundo: variedades templadas de Estados Unidos y Sudáfrica, variedades tropicales de México, Tailandia y Estados Unidos. También recolectaron 16 variedades de teocintle: 12 de la zona del Balsas, tres de Jalisco y una de Oaxaca. En esta muestra de 30 plantas determinaron la secuencia de 774 fragmentos de genes y aplicaron técnicas de genética de poblaciones para hacer comparaciones.

Lo que hallaron Gaut y sus colegas fue que un pequeño grupo de estos genes eran prácticamente iguales en todas las variedades de maíz, y bastante más variados en las plantas de teocintle. La implicación es que dichos genes, como posibles responsables de las características deseables en el maíz, fueron seleccionados durante la domesticación. En otras palabras, cada vez que los antiguos mexicanos desechaban granos muy duros y sembraban granos algo más blandos, estaban reduciendo la presencia de ciertos genes y reforzando la de otros en el universo de plantas. Así se fue transformó el genoma del maíz. ¿Qué tanto? "Nuestro análisis de probabilidad estima que de dos a cuatro por ciento de los genes del maíz fueron seleccionados durante el proceso de domesticación y mejora del maíz", escribieron los científicos. Y como el genoma del cereal tiene, según los datos más recientes, algo así como 59 mil genes, a fin de cuentas la selección habría operado sobre un mínimo de mil 200 genes. Como referencia, sólo se han identificado en total unos 70 genes del maíz.

Variedad mermada
Otro de los hallazgos del estudio es la virtual confirmación de una tesis común, a saber, que el proceso de selección seguido por los antiguos agricultores del valle del Balsas afectó la diversidad genética del maíz. Esto se debe, claro, a que la siembra en sí es un filtro: al quedar fuera muchos granos, queda fuera también su variedad genética. Los científicos dicen que la regla básica es: toda planta hija es menos diversa que su planta padre. Así ocurre en este caso. Cálculos previos decían que el maíz, según por qué ventana se analice su distancia respecto al teocintle, tiene de 60 a 83 por ciento de la diversidad de su ancestro. El nuevo reporte dice que el maíz tiene 57% de la diversidad del teocintle, aunque admite que esto se debe al menos en parte a la muestra de genes que se eligió. Pero el hecho clave es, otra vez, que la planta hija es menos diversa que su padre.

Los procedimientos matemáticos y los modelos que usaron los científicos encabezados por Gaut permiten ir más allá de lo anterior. Las tablas de resultados revelan que el maíz transitó por un "cuello de botella demográfico" identificable en la variabilidad del maíz y del teocintle. Estos eventos de cuello de botella son la marca delatora de un proceso de domesticación, y dependiendo de cuánto dure este proceso, puede inferirse cuántas plantas se usaron originalmente para producir la variabilidad en la planta hija. Aunque nadie sabe con certeza cuánto tiempo tardaron los antiguos mexicanos en convertir el enjuto y endurecido grano de teocintle en un grano suave, robusto, que se mantiene fijo en el olote, las evidencias arqueológicas dicen que a lo sumo fueron 2 mil 800 años. Para esta escala de tiempo, la diversidad del maíz pudo haber sido aportada por una población de menos de 3 mil 500 plantas de teocintle. Si la domesticación tardó menos, la población inicial pudo haber sido menor; la conjetura es que algunos centenares de plantas de teocintle fueron el primer importante paso hacia el maíz actual.

Buscando dónde meter la cuchara
La selección que ocurre cuando sólo se siembran los mejores granos, sin aportaciones de otras plantas, tiene sus inconvenientes. La mayoría de los 59 mil genes del maíz conservan 57 por ciento de la diversidad de los genes del teocintle. Pero los genes seleccionados, ese 2-4 por ciento de genes comunes a todas las variedades de maíz, casi no tienen diversidad; son casi idénticos entre sí. Y cuando hay poca variedad, no hay mucho de dónde elegir si se buscan maíces mejorados. En palabras de Erich Sachs, genetista de Monsanto, "las mejoras [al maíz] a través de procesos convencionales de selección empiezan a mostrar un efecto de meseta": no hay, no hay.

El reporte de Science ofrece una lista de 30 fragmentos genéticos que, según el análisis, tienen una alta probabilidad de controlar una característica del maíz importante desde la perspectiva agronómica. Los científicos no están seguros de que estos fragmentos sean genes completos, y mucho menos conocen su función en el desarrollo de la planta, pero de varios fragmentos saben suficiente para tener un punto de arranque: por ejemplo, algunos parecen estar asociados a la biosíntesis o producción de distintas sustancias: purina, lisina, esteroides… Y si la incertidumbre parece alta, siempre es mejor hacer experimentos con 30 genes y no con 59 mil.

Brad Barbazuk, investigador del maíz, dijo que esta preselección basada en el análisis de la genética de poblaciones facilitará la búsqueda de mecanismos para regular mejor las propiedades del cultivo. "Habrá menos tiros en la oscuridad", comentó.

En el mundo, los expertos en maíz siempre quieren más: quieren plantas más rendidoras, más resistentes a los patógenos, más adaptables a condiciones adversas, más ricas en nutrientes. Entre mejor entiendan lo que ocurre tras bambalinas, a nivel molecular y genético, más probabilidades tendrán de llevar más allá el proceso iniciado en la cuenca de Balsas hace 75 siglos, proceso que convirtió a un zacate versátil y endurecido, ese abuelo llamado teocintle, en un regalo de vida para millones de personas en todo el mundo.