Zea es un género de plantas con flores de la familia de las gramíneas . La especie más conocida es Z. mays (llamada también maíz , maíz indio o maíz indio), uno de los cultivos más importantes para las sociedades humanas en gran parte del mundo. Las cuatro especies silvestres se conocen comúnmente como teosintes y son nativas de Mesoamérica .
Zea se deriva del nombre griego ( ζειά ) de otro grano de cereal (posiblemente escrito ). [2]
Los cinco nombres de especies aceptados en el género son: [3] [4]
El maíz ( Zea mays ) se divide en cuatro subespecies: Z. m. huehuetenangensis , Z. m. mexicana , Z. m. parviglumis (teocintle de Balsas, el ancestro del maíz) y Z. m. mays . [4] Las primeras tres subespecies son teosintes; la última es el maíz , [4] el único taxón domesticado del género Zea . [ cita requerida ]
El género se divide en dos secciones : Luxuriantes , con Z. diploperennis , Z. luxurians , Z. nicaraguensis y Z. perennis ; y Zea con Z. mays . La primera sección se caracteriza por protuberancias de color oscuro formadas por heterocromatina que son terminales en la mayoría de los brazos cromosómicos , mientras que la mayoría de las subespecies de la sección Zea pueden tener entre ninguna y tres protuberancias entre cada extremo cromosómico y el centrómero y muy pocas protuberancias terminales (excepto Z. m. huehuetenangensis , que tiene muchas protuberancias terminales grandes). [ cita requerida ]
Existen especies de teosinte anuales y perennes . Z. diploperennis y Z. perennis son perennes, mientras que todas las demás especies son anuales. Todas las especies son diploides (n=10) con excepción de Z. perennis , que es tetraploide (n=20). Las diferentes especies y subespecies de teosinte se pueden distinguir fácilmente en base a diferencias morfológicas, citogenéticas, proteínicas y de ADN y en el origen geográfico. Las dos plantas perennes son simpátricas y muy similares y algunos las consideran una sola especie. Lo que muchos consideran el teosinte más desconcertante es Z. m. huehuetenangensis , que combina una morfología bastante parecida a la de Z. m. parviglumis con muchos nudos cromosómicos terminales y una posición de isozima entre las dos secciones. Considerado como el teosinte fenotípicamente más distintivo, así como el más amenazado, es Zea nicaraguensis . Este teosinte prospera en condiciones de inundación a lo largo de 200 m de un río estuarino costero en el noroeste de Nicaragua.
Los teosintes se parecen mucho al maíz en muchos aspectos, en particular por su morfología de borla (inflorescencia masculina). Los teosintes se distinguen del maíz de forma más obvia por sus numerosas ramas, cada una de las cuales lleva racimos de pequeñas inflorescencias femeninas distintivas . Estas espigas maduran para formar una "mazorca" de dos filas de cinco a diez segmentos desarticulados triangulares o trapezoidales, negros o marrones, cada uno con una semilla. Cada semilla está rodeada por una cápsula de fruto muy dura, que consiste en una cúpula o depresión en el raquis y una gluma inferior resistente. Esto las protege de los procesos digestivos de los rumiantes que se alimentan de teosinte y ayuda a la distribución de semillas a través de sus excrementos. La semilla de teosinte exhibe cierta resistencia a la germinación, pero germinará rápidamente si se trata con una solución diluida de peróxido de hidrógeno.
El maíz es una gramínea emparentada con el sorgo y, más lejanamente, con el arroz y el trigo . El género Zea está estrechamente relacionado con Tripsacum , la gramínea. [5]
Los teosintes son componentes críticos de la domesticación del maíz , pero las opiniones varían sobre qué taxones estuvieron involucrados. Según el modelo evolutivo más ampliamente aceptado, el cultivo se derivó directamente de Z. m. parviglumis mediante la selección de mutaciones clave; [6] pero en algunas variedades hasta el 20% de su material genético provino de Z. m. mexicana a través de introgresión . [7]
Todas las especies de teosinte, excepto las nicaragüenses , pueden crecer en los campos de maíz o muy cerca de ellos, lo que brinda oportunidades para la introgresión entre el teosinte y el maíz. A menudo se encuentran híbridos de primera y posteriores generaciones en los campos, pero la tasa de intercambio de genes es bastante baja. Algunas poblaciones de Z. m. mexicana muestran mimetismo vaviloviano dentro de los campos de maíz cultivados, habiendo desarrollado una forma similar al maíz como resultado de la presión de desmalezado selectivo de los agricultores. En algunas áreas de México , los agricultores de maíz consideran que los teosintes son una maleza nociva , mientras que en unas pocas áreas, los agricultores lo consideran una planta acompañante beneficiosa y fomentan su introgresión en su maíz.
Según Matsuoka et al., el acervo genético de maíz temprano disponible se puede dividir en tres grupos:
También existen otros genomas intermedios o mezclas de estos grupos.
Según estos autores, “el maíz de los Andes, con sus distintivas mazorcas en forma de granada, se derivó del maíz de las tierras bajas de América del Sur, que a su vez provenía del maíz de las tierras bajas de Guatemala y el sur de México”. [6]
Las especies de Zea son utilizadas como plantas alimenticias por las larvas ( orugas ) de algunas especies de lepidópteros , incluyendo (en América) el gusano cogollero ( Spodoptera frugiperda ), el gusano cogollero del maíz ( Helicoverpa zea ) y los barrenadores del tallo Diatraea y Chilo ; en el Viejo Mundo, es atacada por el carlino de doble raya , los gusanos cortadores corazón y club y corazón y dardo , Hypercompe indecisa , el nudo rústico del hombro , las polillas setáceas hebreas del carácter y del nabo , y el barrenador europeo del maíz ( Ostrinia nubilalis ), entre muchos otros.
Prácticamente todas las poblaciones de teosintes están amenazadas o en peligro de extinción: Z. diploperennis existe en un área de sólo unas pocas millas cuadradas; Z. nicaraguensis sobrevive como alrededor de 6000 plantas en un área de 200 × 150 m. Los gobiernos mexicano y nicaragüense han tomado medidas en los últimos años para proteger las poblaciones silvestres de teosinte, utilizando métodos de conservación tanto in situ como ex situ . Actualmente, existe una gran cantidad de interés científico en conferir rasgos beneficiosos del teosinte, como la fijación de nitrógeno, [8] resistencia a los insectos, perennialismo y tolerancia a las inundaciones, a las líneas de maíz cultivadas, aunque esto es muy difícil debido a los rasgos perjudiciales del teosinte asociados.
Sólo se ha observado que el flujo genético del maíz modificado genéticamente a las malezas de teosinte produce un teosinte GM con la misma característica, pero este no siempre es el resultado. [9] El teosinte puede tener una inserción diferente del transgén y pueden producirse resultados funcionalmente diferentes. [9]
