Nasce il mais

In breve

Nella valle del fiume Balsas, in Guerrero, comunità di raccoglitori-coltivatori selezionarono una graminacea selvatica, il teosinte (Zea mays subsp. parviglumis), trasformandola in poche centinaia o migliaia di anni in una pianta radicalmente diversa: il mais. Il cambiamento riguardò soprattutto la spiga, da pochi semi durissimi racchiusi in un involucro di pietra a centinaia di chicchi morbidi ed esposti — un salto morfologico guidato, come ha mostrato la genetica, da un numero sorprendentemente piccolo di geni chiave. Da lì il mais si diffuse in tutto il continente, raggiungendo l’America Centrale entro circa il 5500 a.C. e il Sud America entro il 4500 a.C. circa, per diventare la base alimentare di Olmechi, Maya, Aztechi e di innumerevoli altre società americane, dalle Ande al bacino del Mississippi.

Contesto

Verso il nono millennio a.C., nella Mesoamerica dell’Olocene iniziale, i gruppi umani vivevano ancora in gran parte di caccia e raccolta, integrate da una gestione sempre più intensiva di piante selvatiche: zucche, fagioli e, nella valle del Balsas, il teosinte. Questa graminacea non era una candidata ovvia alla domesticazione. A differenza del grano o dell’orzo selvatici della Mezzaluna Fertile — spighe già ricche di semi commestibili, che la selezione doveva solo rendere non dispersivi — il teosinte produceva pannocchie minuscole con appena cinque-dodici semi, ciascuno racchiuso in un guscio osseo quasi impossibile da rompere senza attrezzi, disposti in due sole file su un fusto che si ramificava più volte terminando ogni ramo in un’infiorescenza maschile (il tassel). Nulla, a guardarlo, suggerisce il mais moderno: fu semmai la scoperta che il teosinte tostato o macinato era comunque utilizzabile, insieme forse all’interesse per i fusti dolci masticabili — un’ipotesi proposta da alcuni studiosi come possibile uso iniziale, accanto o prima di quello per il grano — a innescare un rapporto sempre più stretto fra la pianta e chi la raccoglieva.

La valle centrale del Balsas, calda e semi-arida ma percorsa da corsi d’acqua stagionali, offriva l’habitat naturale del teosinte parviglumis, il parente selvatico geneticamente più vicino al mais. È in questo bacino, e non nell’altopiano centrale del Messico dove per decenni si era cercata l’origine della pianta, che le prove più antiche di mais domestico sono infine emerse.

Svolgimento

Le prove dirette più antiche vengono dal riparo sotto roccia di Xihuatoxtla, nella valle dell’Iguala, dove strumenti di macinazione — macine e macinelli in pietra usati per lavorare i vegetali — hanno restituito granuli di amido e fitoliti (microscopici corpi di silice che si formano nelle cellule vegetali e ne conservano la forma) riconducibili a mais già domesticato, associati a depositi datati a circa 8700 anni fa: cioè intorno al 6700 a.C. Il gruppo guidato da Dolores Piperno, del Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian, insieme ad Anthony Ranere della Temple University, mise a punto per questo scavo protocolli rigorosi capaci di distinguere l’amido del mais — più grande e più sfaccettato — da quello del teosinte selvatico e di altre graminacee locali, pubblicando i risultati nel 2009.

Indipendentemente dall’archeobotanica, la genetica delle popolazioni converge sulla stessa regione e su una cronologia molto simile. Nel 2002 uno studio guidato da Yoshihiro Matsuoka e John Doebley, basato sulla genotipizzazione di 264 piante di mais e teosinte a 99 microsatelliti, mostrò che tutto il mais oggi esistente discende da un unico evento di domesticazione avvenuto nel Messico meridionale — con il bacino del Balsas come regione più probabile — circa novemila anni fa, da cui la pianta si sarebbe poi diffusa lungo due direttrici principali, verso gli altipiani e verso le zone basse.

Ciò che rese possibile un cambiamento morfologico così drastico in tempi relativamente brevi fu la sua base genetica sorprendentemente semplice: pochi geni con effetti maggiori, non centinaia di piccole mutazioni cumulative. Teosinte branched1 (tb1) è quello meglio caratterizzato: nel teosinte reprime debolmente i rami laterali, che restano numerosi e terminano ciascuno in un tassel; nel mais una mutazione regolatrice a monte del gene ne potenzia fortemente l’espressione, sopprimendo la ramificazione e concentrando la crescita in un unico fusto che termina in una spiga femminile — la pannocchia — anziché in un tassel. Un secondo gene, teosinte glume architecture1 (tga1), controlla la durezza dell’involucro del seme: nella versione domesticata il guscio di pietra si riduce a una glumella sottile, esponendo il chicco invece di sigillarlo. Il risultato fu una pianta i cui semi, non più capaci di disperdersi da soli, dipendevano ormai dalla semina umana per riprodursi — e che offriva un raccolto per pianta di gran lunga superiore a qualunque graminacea selvatica della regione.

La domesticazione non fu comunque istantanea. Le prime pannocchie coltivate rimasero per secoli minuscole: gli esemplari macroscopici più antichi noti — pannocchie fossilizzate vere e proprie, non solo tracce microscopiche — vengono dalla grotta di Guilá Naquitz, in Oaxaca, dove la datazione diretta al radiocarbonio per spettrometria di massa (AMS), condotta nel 2001 da Piperno e Kent Flannery sui resti vegetali stessi, li ha collocati a circa 6250 anni calibrati fa: un mais già domesticato ma con pannocchie lunghe pochi centimetri, lontanissime dalla resa delle varietà moderne. Studi genomici più recenti su DNA antico (2018) hanno inoltre complicato il quadro di una diffusione lineare: un mais parzialmente domesticato avrebbe lasciato il Messico prima che la piena sindrome di domesticazione si fissasse ovunque, completandosi poi in modo indipendente in alcune popolazioni sudamericane.

Dalla valle del Balsas il mais raggiunse l’America Centrale già verso il 5500 a.C. e comparve sulla costa dell’Ecuador, in siti della cultura Las Vegas, fra l’8050 e il 7820 a.C. calibrato; sulla costa del Perù, a Paredones e Huaca Prieta, resti preceramici di mais già domesticato risalgono a un intervallo fra il 4800 e il 3300 a.C. circa. Verso nord la diffusione fu più lenta: il mais raggiunse il Sud-Ovest dell’attuale Stati Uniti solo intorno al 2100 a.C., lungo un percorso attraverso gli altipiani messicani, seguito secoli dopo da apporti genetici da varietà costiere di pianura.

Conseguenze

Divenuto la base calorica dell’agricoltura mesoamericana, il mais sostenne la crescita demografica e la complessità sociale degli Olmechi lungo la costa del Golfo, poi dei Maya e infine degli Aztechi, per i quali era anche materia mitologica: secondo il Popol Vuh maya, gli esseri umani furono infine plasmati con impasto di mais, dopo tentativi falliti con fango e legno. Coltivato spesso insieme a fagioli e zucca — la milpa, o “tre sorelle” nella versione nordamericana — si diffuse ben oltre la Mesoamerica: base delle economie Ancestral Pueblo nel Sud-Ovest nordamericano, delle comunità del Mississippi come Cahokia, e, insieme a patata e quinoa, dell’agricoltura andina che avrebbe poi sostenuto l’Impero Inca.

Un’innovazione culinaria altrettanto decisiva accompagnò questa diffusione: la nixtamalizzazione, la cottura dei chicchi in acqua alcalina con calce o cenere, sviluppata in Mesoamerica probabilmente entro il 1200-1500 a.C. Il mais non trattato è povero di niacina biodisponibile e di alcuni amminoacidi essenziali; senza nixtamalizzazione, una dieta basata quasi solo su di esso espone alla pellagra. Le società mesoamericane risolsero il problema secoli prima che la biochimica lo spiegasse; quando dopo il 1492, con lo scambio colombiano, il mais divenne coltura di base anche in Europa, Africa e Asia senza che la tecnica di lavorazione lo accompagnasse ovunque, la pellagra vi ricomparve — fra cui in parti dell’Italia settentrionale — fino al pieno Novecento.

Nel frattempo altrove

• 7.500 a.C.Çatalhöyük — Medio Oriente
• 7.000 a.C.Kuk Swamp e il taro — Oceania
• 7.000 a.C.Mehrgarh — Asia meridionale
• 6.600 a.C.Budj Bim — Oceania
• 6.500 a.C.Il Sahara verde — Africa
• 6.000 a.C.L'agricoltura arriva in Europa — Europa
• 6.000 a.C.Il miglio del Fiume Giallo — Asia orientale

Come lo sappiamo

La ricostruzione incrocia due linee di prova indipendenti che convergono sulla stessa regione e sulla stessa cronologia. La prima è archeobotanica: l’analisi dei microfossili — granuli di amido nelle scanalature di macine e macinelli, e fitoliti nei sedimenti — permette di riconoscere il mais anche senza pannocchie conservate, purché se ne sappia distinguere la forma da quella del teosinte selvatico: è il metodo messo a punto da Dolores Piperno e applicato al riparo di Xihuatoxtla. La seconda è genetica: lo studio di Matsuoka e Doebley del 2002, su centinaia di campioni di mais e teosinte genotipizzati a decine di loci, ha stabilito che tutte le varietà di mais oggi esistenti condividono un’unica origine, permettendo di risalire sia alla regione sia, con margini più ampi, all’epoca della domesticazione.

Il caso di Guilá Naquitz mostra anche i limiti e le correzioni del metodo. Negli anni Sessanta gli scavi di Richard MacNeish nella vicina valle di Tehuacán avevano attribuito ad alcune pannocchie fossili un’età di circa settemila anni, datando però materiale organico associato e non i resti vegetali stessi. La datazione AMS diretta sui campioni di Guilá Naquitz, eseguita da Piperno e Flannery nel 2001 sugli esemplari veri e propri, li ha ricollocati a circa 6250 anni calibrati fa — un correttivo che ha ricordato quanto sia rischioso datare un reperto attraverso il contesto anziché attraverso il reperto stesso.

Restano incerti, e discussi: se il teosinte fosse coltivato inizialmente per i chicchi, per i fusti dolci o per entrambi gli usi; il ritmo e le rotte precise con cui il mais raggiunse il Sud America, che il DNA antico ha reso più complesse di una singola diffusione lineare; e la datazione fine delle singole tappe fra il primo teosinte raccolto e il mais pienamente produttivo delle civiltà mesoamericane storiche.

Approfondimenti

• Yoshihiro Matsuoka et al., “A single domestication for maize shown by multilocus microsatellite genotyping”, PNAS 99 (2002) — lo studio genetico che ha fissato la valle del Balsas come regione d’origine.
• Dolores R. Piperno et al., “Starch grain and phytolith evidence for early ninth millennium B.P. maize from the Central Balsas River Valley, Mexico”, PNAS 106 (2009) — l’evidenza microbotanica più antica di mais domestico.
• Anthony J. Ranere et al., “The cultural and chronological context of early Holocene maize and squash domestication in the Central Balsas River Valley, Mexico”, PNAS 106 (2009) — il contesto archeologico dello scavo di Xihuatoxtla.
• Dolores R. Piperno e Kent V. Flannery, “The earliest archaeological maize (Zea mays L.) from highland Mexico: New accelerator mass spectrometry dates and their implications”, PNAS 98 (2001) — la revisione delle datazioni di Guilá Naquitz.
• Logan Kistler et al., “Multiproxy evidence highlights a complex evolutionary legacy of maize in South America”, Science 362 (2018) — il quadro genomico della diffusione verso sud.