Zea es un género de plantas con flores perteneciente a la familia de las gramíneas . La especie más conocida es Z. mays (llamada también maíz , maíz 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 deletreado ). [2]
Los cinco nombres de especies aceptados en el género son: [3] [4]
El maíz ( Zea mays ) se divide a su vez en cuatro subespecies: Z. m. huehuetenangensis , Z. m. mexicana , Z.m. parviglumis (teosinte de Balsas, ancestro del maíz) y Z. m. mayos . [4] Las primeras tres subespecies son teocintes; el último es el maíz , [4] el único taxón domesticado del género Zea . [ cita necesaria ]
El género se divide en dos secciones : Luxuriantes , con Z. diploperennis , Z. luxurians , Z. nicaraguensis , Z. perennis ; y Zea con Z. mays . La primera sección se caracteriza por protuberancias teñidas de oscuro compuestas de heterocromatina que son terminales en la mayoría de los brazos cromosómicos , mientras que la mayoría de las subespecies de la sección Zea pueden tener de una a tres protuberancias entre cada extremo del cromosoma y el centrómero y muy pocas protuberancias terminales (excepto Z. m. huehuetenangensis , que tiene muchas protuberancias terminales grandes). [ cita necesaria ]
Se encuentran especies de teosinte tanto anuales como perennes . Z. diploperennis y Z. perennis son perennes, mientras que todas las demás especies son anuales. Todas las especies son diploides (n=10) a excepción de Z. perennis , que es tetraploide (n=20). Las diferentes especies y subespecies de teosinte se pueden distinguir fácilmente según diferencias morfológicas, citogenéticas, proteicas y de ADN y según 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 el Z. m. huehuetenangensis , que combina una morfología bastante parecida a la de Z. m. parviglumis con muchas protuberancias cromosómicas terminales y una posición de isoenzima entre las dos secciones. Considerado fenotípicamente el teosinte más distintivo, así como el más amenazado, es Zea nicaraguensis . Este teocintle 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 en su morfología de borla (inflorescencia masculina). Los teosintes se distinguen del maíz más obviamente por sus numerosas ramas, cada una de las cuales lleva racimos de pequeñas inflorescencias femeninas distintivas . Estas espigas maduran para formar una 'oreja' de dos filas de cinco a 10 segmentos desarticulados triangulares o trapezoidales, negros o marrones, cada uno con una semilla. Cada semilla está rodeada por una cápsula del fruto muy dura, que consta de una cúpula o depresión en el raquis y una gluma inferior dura. Esto los protege de los procesos digestivos de los rumiantes que se alimentan de teosinte y ayudan en la distribución de semillas a través de sus excrementos. La semilla de teosinte muestra 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 , gamagrass. [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 extendido, el cultivo se derivó directamente de Z. m. parviglumis mediante selección de mutaciones clave; [6] pero en algunas variedades hasta el 20% de su material genético provino de Z. m. mexicana a través de la introgresión . [7]
Todas las especies de teocintle, excepto la nicaragüense , pueden crecer en o muy cerca de los campos de maíz, lo que brinda oportunidades para la introgresión entre el teosinte y el maíz. Los híbridos de primera y última generación se encuentran a menudo 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 evolucionado una forma similar al maíz como resultado de la presión selectiva de desmalezado de los agricultores. En algunas zonas de México , los agricultores de maíz consideran que el teocintle es una maleza nociva , mientras que en unas pocas zonas los agricultores la consideran una planta compañera beneficiosa y fomentan su introgresión en el maíz.
Según Matsuoka et al., el acervo genético disponible del maíz temprano se puede dividir en tres grupos:
Además, se producen algunos otros genomas intermedios o mezclas de estos grupos.
Según estos autores, "el maíz de la Cordillera de los Andes, con sus distintivas mazorcas en forma de granada de mano, se derivó del maíz de las tierras bajas de América del Sur, que a su vez procedía 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 , incluido (en América) el gusano cogollero ( Spodoptera frugiperda ), el gusano elotero del maíz ( Helicoverpa zea ) y los barrenadores del tallo Diatraea y Chilo ; en el Viejo Mundo, es atacado por el pug de doble raya , los gusanos cortadores corazón y garrote y corazón y dardo , Hypercompe indecisa , el nudo rústico , el carácter hebreo setáceo y la polilla 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 con unas 6.000 plantas en un área de 200 × 150 m. Los gobiernos de México y Nicaragua han tomado medidas en los últimos años para proteger las poblaciones silvestres de teocintle, utilizando métodos de conservación tanto in situ como ex situ . Actualmente, existe un gran interés científico en conferir rasgos beneficiosos del teosinte, como fijación de nitrógeno, [8] resistencia a insectos, perennialismo y tolerancia a inundaciones, a líneas de maíz cultivadas, aunque esto es muy difícil debido a los rasgos nocivos del teosinte vinculados.
Sólo se ha observado que el flujo de genes del maíz genéticamente modificado a las malezas de teosinte produce un teosinte transgénico con el mismo rasgo, pero es posible que este no sea siempre el resultado. [9] Puede producirse teosintle con una inserción diferente del transgén y se pueden producir resultados funcionalmente diferentes. [9]
