Orzo (Hordeum vulgare) - La storia della sua addomesticazione

Come hanno fatto i nostri antenati a sviluppare una coltura così geneticamente diversa?

Varietà autoctone dell'orzo nel sud-est della Turchia. Brian J. Steffenson (Morrell e Clegg)

Orzo ( Bardeum vulgare ssp. volgare ) è stata una delle prime e prime colture addomesticate dall'uomo. Attualmente, le prove archeologiche e genetiche indicano che l'orzo è una coltura a mosaico, sviluppata da diverse popolazioni in almeno cinque regioni: Mesopotamia, Levante settentrionale e meridionale, deserto siriano e, 900–1.800 miglia (1.500–3.000 chilometri) a est, nel vasto altopiano tibetano.

Si è pensato a lungo che il primo addomesticamento fosse quello del sud-ovest asiatico durante il Neolitico preceramico A circa 10.500 anni di calendario fa: ma lo stato di mosaico dell'orzo ha gettato una svolta nella nostra comprensione di questo processo. Nella Mezzaluna Fertile, l'orzo è considerato uno dei classici otto colture fondatrici .

Una singola specie progenitrice selvaggia

Si pensa che sia il capostipite selvaggio di tutti gli orzi Orzo spontaneo (L.), specie a germinazione invernale originaria di una vasta regione dell'Eurasia, dal sistema fluviale del Tigri e dell'Eufrate in Iraq fino al corso occidentale del fiume Yangtze in Cina. Sulla base di prove provenienti da siti del Paleolitico superiore come Ohalo II in Israele, l'orzo selvatico è stato raccolto per almeno 10.000 anni prima di essere addomesticato.

Oggi l'orzo è la quarta coltura più importante al mondo dopo Grano , Riso e mais . L'orzo nel suo insieme è ben adattato agli ambienti marginali e soggetti a stress e una pianta più affidabile del grano o del riso nelle regioni più fredde o più elevate di altitudine.

Lo scafo e il nudo

L'orzo selvatico ha diverse caratteristiche utili ad una pianta selvatica che non sono così utili all'uomo. C'è un fragile rachide (la parte che tiene il seme alla pianta) che si rompe quando i semi sono maturi, disperdendoli al vento; ei semi sono disposti sulla punta in due file scarsamente seminate. L'orzo selvatico ha sempre un guscio duro che ne protegge il seme; la forma senza scafo (chiamata orzo nudo) si trova solo sulle varietà domestiche. La forma domestica ha un rachide non fragile e più semi, disposti in una spiga a sei file.

Nell'orzo addomesticato si trovano sia forme di semi decorticati che nudi: durante il Neolitico furono coltivate entrambe le forme, ma nel Vicino Oriente la coltivazione dell'orzo nudo declinò a partire dall'età Calcolitico/Bronzo circa 5000 anni fa. Gli orzi nudi, sebbene più facili da raccogliere e lavorare, sono più suscettibili agli attacchi di insetti e alle malattie parassitarie. Gli orzi decorticati hanno rese maggiori; quindi, comunque, nel Vicino Oriente, mantenere lo scafo era un tratto prescelto.

Oggi predominano gli orzi decorticati a ovest e gli orzi nudi a est. A causa della facilità di lavorazione, la forma nuda viene utilizzata principalmente come fonte di cibo umano integrale. La varietà decorticata viene utilizzata principalmente per l'alimentazione animale e per la produzione di malto per la produzione della birra. In Europa, la produzione dibirra d'orzorisale almeno al 600 a.C.

Orzo e DNA

L'archeologo britannico Glynis Jones e colleghi hanno completato un'analisi filogeografica dell'orzo ai margini settentrionali dell'Europa e nella regione alpina e hanno scoperto che le mutazioni del gene adattivo al freddo erano identificabili nelle moderne razze autoctone dell'orzo. Gli adattamenti includevano un tipo che non rispondeva alla durata del giorno (ovvero, la fioritura non veniva ritardata fino a quando la pianta non riceveva un certo numero di ore di luce solare durante il giorno): e quella forma si trova nell'Europa nord-orientale e in luoghi ad alta quota . In alternativa, le specie autoctone nella regione del Mediterraneo rispondevano prevalentemente alla durata del giorno. Nell'Europa centrale, tuttavia, la durata del giorno non è un tratto per il quale (apparentemente) era stato selezionato.

Jones e colleghi non erano disposti a escludere le azioni di possibili colli di bottiglia, ma hanno suggerito che i cambiamenti climatici temporanei potrebbero aver influenzato la selezione dei tratti per varie regioni, ritardando la diffusione dell'orzo o accelerandola, a seconda dell'adattabilità del raccolto alla regione.

Quanti eventi di domesticazione!?

Esistono prove per almeno cinque diversi luoghi di addomesticamento: almeno tre località nella Mezzaluna Fertile, una nel deserto siriano e una nell'altopiano tibetano. Jones e colleghi hanno riportato ulteriori prove che nella regione della Mezzaluna Fertile potrebbero esserci stati fino a quattro diversi eventi di addomesticamento dell'orzo selvatico asiatico. Le differenze all'interno dei gruppi A-D si basano sulla presenza di alleli che si adattano in modo diverso alla durata del giorno; e la capacità adattativa dell'orzo di crescere in un'ampia varietà di luoghi. Potrebbe essere che la combinazione di tipi di orzo provenienti da diverse regioni abbia creato una maggiore resistenza alla siccità e altri attributi benefici.

La botanica statunitense Ana Poets e colleghi hanno identificato un segmento del genoma della varietà del deserto siriano negli orzi asiatici e Fertile Crescent; e un segmento nella Mesopotamia settentrionale in orzi occidentali e asiatici. Non sappiamo, ha detto l'archeologo britannico Robin Allaby in un saggio di accompagnamento, come i nostri antenati abbiano prodotto colture così geneticamente diverse: ma lo studio dovrebbe dare il via a un periodo interessante verso una migliore comprensione dei processi di domesticazione in generale.

Prove perproduzione di birra d'orzogià nel 2016 è stato segnalato il Neolitico di Yangshao (circa 5000 anni fa) in Cina; sembra molto probabile che provenisse dall'altopiano tibetano, ma questo deve ancora essere determinato.

Siti

• Grecia: Tash cucito
• Israele: Ohalo II
• Iran: Ali Kosh, Chogha Golan
• Iraq: Jarmo
• Giordania: 'Ain Ghazal
• Cipro: Klimonas, Kissonerga-Mylouthkia
• Pakistan: Mehrgarh
• Palestina: Gerico
• Svizzera: candeggina arbon 3
• Siria: Abu Hurairah
• Tacchino: Çatalhoyük
• Turkmenistan: Jeitun

Fonti selezionate

• Allaby, Robin G. ' Addomesticamento dell'orzo: la fine di un dogma centrale? ' Biologia del genoma 16.1 (2015): 176.
• Dai, Fei, et al. ' Il profilo del trascrittoma rivela le origini genomiche del mosaico dell'orzo coltivato moderno .' Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze 111.37 (2014): 13403–08.
• Jones, G., et al. ' Prove del DNA per introduzioni multiple di orzo in Europa a seguito di domesticazioni disperse nell'Asia occidentale .' Antichità 87.337 (2013): 701–13.
• Jones, Glynis, et al. ' Analisi filogeografica del DNA dell'orzo come prova della diffusione dell'agricoltura neolitica in Europa .' Giornale di scienza archeologica 39.10 (2012): 3230–38.
• Mascher, Martin, et al. ' L'analisi genomica del grano coltivato di 6000 anni fa illumina la storia dell'addomesticamento dell'orzo .' Genetica della natura 48 (2016): 1089.
• Pankin, Artem, et al. ' Il risequenziamento mirato rivela le firme genomiche dell'addomesticamento dell'orzo .' Nuovo fitologo 218.3 (2018): 1247–59.
• Pankin, Artem e Maria von Korff. ' Co-evoluzione di metodi e pensieri negli studi sull'addomesticamento dei cereali: una storia di orzo (Hordeum Vulgare) .' Opinione attuale in biologia vegetale 36 (2017): 15–21.
• Poeti, Ana M., et al. ' Gli effetti della selezione recente ea lungo termine e della deriva genetica sono facilmente evidenti nelle popolazioni di allevamento di orzo nordamericane .' G3: Geni|Genomi|Genetica 6.3 (2016): 609–22.