Finalmente dopo questa infinita stagione, torniamo a condividere articoli e viaggi in favore di storie di piante… qui un denso articolo getta luce sul mistero di questo fondamentale cereale, in una serie di passaggi, l’autore ci accompagna fin dentro le caverne, dove i primordi dell’agricoltura e la domesticazione delle piante fecero passi enormi, unendo culture, natura e selezione. Da colombo ai popoli Nativi del Sud e Centro America, dai pop corn al teosinte, dalle caverne alla civiltà ecco il testo di questo articolo che sarà appassionante per tutti gli amanti di questo incredibile genere di piante.
Tratto da Vita delle piante, Aldo Martello Editore, pp 218- 231.
IL MISTERO DEL GRANOTURCO di Paul C. Mangelsdorf
IL GRANOTURCO in America è la pianta più importante, Esso è coltivato in ogni Stato e nei tre quarti di tutte le fattorie degli Stati Uniti. Il granoturco è la spina dorsale della nostra agricoltura ed è la pianta più efficiente che noi americani abbiamo per imprigionare l’energia solare e trasformarla in alimenti. È vero che noi consumiamo soltanto piccole quantità di granoturco direttamente, ma trasformato in carne, latte, uova ed altri prodotti animali, esso è la pianta alimentare fondamentale per la nostra Tuttavia il granoturco è anche un mistero, un mistero botanico altrettanto sconcertante e complesso che se lo avesse immaginato un romanziere. La pianta è diventata talmente domestica che non è più capace di riprodursi da sola senza l’intervento dell’uomo. È una graminacea, ma differisce da tutte le altre graminacee, selvatiche o coltivate, per la natura del suo organo portatore di semi, la spiga. Questa è un’inflorescenza altamente specializzata, racchiusa in brattee, che quando è matura porta parecchie centinaia di semi nudi su di un asse rigido. L’inflorescenza che porta il polline, la pannocchia, trova in un’altra parte della stessa pianta. La spiga del granoturco non ha l’eguale in nessuna pianta del regno vegetale, sia in natura che fra le piante coltivate. Essa è costituita splendidamente per produrre granoturco , sotto la protezione dell’uomo, ma ha uno scarso potere di sopravvivenza in natura perché manca di un meccanismo per la dispersione dei semi. Quando una spiga di granoturco cade a terra, ne nascono schiere di piantine che competono fra loro così accanitamente per l’umidità e le sostanze nutritizie del terreno che finiscono di solito per morire senza che nessuna abbia raggiunto lo stadio riproduttivo. Quale può essere stata la natura del granoturco selvatico o primitivo dal quale è derivato questo delicato cereale? Dove, quando e come esisteva una specie, una volta così robusta da poter sopravvivere allo stato selvatico, trasformata in una pianta coltivata così specializzata e così dipendente dalle cure dell’uomo che si sarebbe presto estinta se privata del suo aiuto? Sono domande queste che hanno imbarazzato botanici ed antropologi per più di un secolo.
Ora, in seguito a ricerche botaniche, genetiche, archeologiche e storiche, la risposta è un po’ più vicina. Il mistero non è stato risolto, ma la rete di prove circostanziate sta diventando più stretta e la soluzione finale è quasi in vista. Non vi sono prove che il granoturco fosse conosciuto in qualche parte del Vecchio Mondo nei tempi antichi. Nel Vicino Oriente sono stati trovati semi di frumento e di orzo e tessuti di lino e di canapa, ma mai un chicco di granoturco. I Babilonesi e gli Egiziani raffigurarono e descrissero parecchie piante, ma il granoturco non appare nella loro arte o letteratura. Il granoturco non è menzionato dalla Bibbia, sebbene alcuni traduttori inglesi usino questo vocabolo come sinonimo di grano. I Greci, che avevano un termine per quasi ogni cosa, non ne avevano per il granoturco. Anche la vasta letteratura cinese antica e i Veda indiani non hanno alcun riferimento al granoturco. Non vi è alcuna prova di nessun genere, archeologica, linguistica, ideografica, pittorica o storica, dell’esistenza del granoturco in nessuna parte del Vecchio Mondo prima del 1492. La prima citazione del granoturco in un rapporto storico scritto è del 5 novembre 1492. In quel giorno, due spagnoli che Cristoforo Colombo aveva incaricato di esplorare l’interno di Cuba ritornarono con la notizia di «una specie di grano, che essi chiamano maiz, che aveva buon sapore, si poteva cuocere, seccare e trasformare in farina». Successivi esploratori del Nuovo Mondo trovarono che il granoturco era coltivato dagli Indiani in ogni parte dell’America, dal Canadà al Cile. Il granoturco si dimostrò tanto onnipresente nel Nuovo Mondo come era sconosciuto nel Vecchio. Vi erano molte varietà di granoturco, tutti i principali tipi che conosciamo oggi, dentato, vitreo, farinoso, dolce e da scoppio, esistevano già quando l’America fu scoperta.
Le prove che il granoturco si sia originato in America sono perciò cosi preponderanti che sembra logico concentrare, se non limitare, le nostre ricerche del suo antenato selvatico nell’emisfero occidentale. In America il granoturco aveva evidentemente avuto un lungo passato. Gli Indiani, cacciatori e pescatori seminomadi, tanto dell’America settentrionale come della meridionale, arricchivano la loro dieta di pesce e cacciagione con granoturco coltivato in campi. I più progrediti costruttori di Tumoli della vallata del Mississippi e gli Abitatori delle Rupi del Sud-ovest erano popoli che coltivavano e mangiavano granoturco. I Maya altamente civilizzati dell’America centrale, i bellicosi ed energici Aztechi del Messico e i favolosi Incas del Perù e della Bolivia, tutti dipendevano dal granoturco per il loro pane quotidiano. Gli abbondanti raccolti di granoturco davano a questi antichi popoli la possibilità di tessere belle tele, di modellare squisiti vasi, di costruire magnifiche strade e piramidi torreggianti, di inventare un sistema aritmetico e di mettere a punto un calendario più preciso di quello del Vecchio Mondo dello stesso periodo. Il granoturco fu veramente «il grano che costruì un emisfero». L’universale certezza sulle colture precolombiane di granoturco come pianta alimentare fondamentale e il grande numero di varietà di granoturco, più grande di quello di ogni altro cereale, ci testimoniano di un suo lungo periodo di addomesticamento. Quanto è antico il granoturco come pianta coltivata? Fortunatamente questa indagine non è più soltanto oggetto di congetture. Col metodo ingegnoso escogitato da Willard F. Libby, dell’università di Chicago, per determinare l’ età degli antichi resti vegetali, si possono ottenere stime ragionevolmente attendibili. Il metodo consiste nel misurare il carbonio radioattivo nei resti archeologici; da questo si può determinare quanto radiocarbonio, originariamente assorbito dall’atmosfera, sia scomparso. La diminuzione di radioattività è la misura dell’età dei resti. Le determinazioni di Libby del radiocarbonio nei resti archeologici di granoturco (non ancore pubblicate ma comunicate all’autore) tendono a confermare le nostre precedenti stime archeologiche e geologiche che il più vecchio granoturco trovato nel Sud America risalisse al 1000 a. C ed il più vecchio dell’America settentrionale a non prima del 2000 a. C.
Le più antiche spighe preistoriche, tanto dell’America settentrionale che della meridionale, sono piccole e primitive e differiscono decisamente per parecchie caratteristiche dalle varietà moderne; tuttavia, quasi ogni garzone di fattoria americano le riconoscerebbe subito come granoturco. Perciò circa 4000 anni fa il granoturco era già bene avviato a diventare quel cereale inconfondibile che è ora. In quale parte dell’America si è originato il granoturco? E quale fu la graminacea selvatica che dette origine alla moltitudine delle varietà attuali? Una teoria sostiene che il granoturco si sia originato da una pianta chiamata dagli Aztechi teocintle (anglicizzato ora in teosinte). Il teosinte è indubbiamente il parente selvatico più stretto del granoturco coltivato. Come il granoturco esso ha pannocchie e spighe separate, sebbene le sue « spighe » contengano soltanto 5 o 6 semi, ognuno racchiuso in un guscio osseo e duro: caratteristiche queste che fanno del teosinte una pianta poco promettente per la nutrizione. Sempre come il granoturco ha I0 Cromosomi, dimostrando cosi di essere una specie strettamente affine ad esso. Il teosinte si può facilmente incrociare col granoturco per ottenere ibridi che sono completamente fertili o quasi. Se il granoturco deriva dal teosinte, come hanno supposto parecchi botanici, esso deve essersi originato nel Guatemala o nel Messico perché il teosinte si trova soltanto in queste due regioni. La seconda teoria principale è che il granoturco si sia originato nel Sud America da una caratteristica pianta primitiva chiamata mais vestito. Il mais vestito primitivo è virtualmente sparito oggi e nelle attuali varietà non si trova più in forma pura ma soltanto come un miscuglio. Tanto dalle descrizioni delle prime relazioni che dall’incrocio dei miscugli attuali risulta che il mais vestito ha i suoi chicchi rinchiusi in un involucro di brattee simile a quello constatato in altri cereali, una particolarità questa che era certamente caratteristica del granoturco selvatico. Quale di queste due teorie è più probabilmente corretta? I botanici, quando cercano di stabilire il luogo di origine di una pianta coltivata, si basano soprattutto su due criteri. Uno è la presenza di parenti selvatici delle piante in questione; l’altro è la varietà nelle stesse specie coltivate. Si ammette, le altre condizioni essendo eguali, che la regione di massima varietà coincida col centro di origine; dato che la differenziazione ha progredito più a lungo nel centro che non alla periferia dell’area attuale della pianta. Nel caso del granoturco i due criteri indicano due direzioni opposte: quello del parente selvatico porta al Guatemala e al Messico, dove cresce il teosinte, il parente più prossimo del granoturco; quello della varietà conduce al Sud America, dove sui pendii orientali delle Ande si è trovato un numero di varietà di granoturco maggiore di quello esistente in qualsiasi altra parte dell’America di estensione comparabile.
Circa 20 anni fa, il mio collega Robert G. Reeves ed io iniziammo all’Agricultural Experiment Station of Texas À & M. College, una serie di ricerche genetiche e citologiche sul granoturco e i suoi parenti per saggiare queste due teorie in conflitto. Ibridammo il granoturco con i teosinte per determinare come vengano ereditati i geni che differenziano le due specie e come questi geni siano distribuiti nei cromosomi. Ibridammo anche il granoturco con Tripsacum, un parente selvatico meno stretto del granoturco che si trova tanto nell’America settentrionale che in quella meridionale. I nostri ibridi di granoturco e teosinte mostrarono che il granoturco non differisce dal teosinte per pochi geni, come si sarebbe potuto aspettare se l’uno fosse derivato dall’altro come risultato dell’addomesticamento, ma per un gran numero di geni ereditati in blocco. I nostri ibridi di granoturco e Tripsacum, i primi di tali ibridi che fossero mai stati ottenuti, mostrarono che i cromosomi di Tripsacum, in numero di 18, differivano grandemente da quelli del granoturco. Studi microscopici sulle cellule germinali degli ibridi di Tripsacum e granoturco mostrarono uno scarso appaiamento (un criterio di parentela) fra i cromosomi delle due specie. Tuttavia vi era una certa associazione di cromosomi e perciò una qualche possibilità di scambi di geni. Specialmente importante fu la scoperta che alcune delle piante appartenenti alle ultime generazioni degli ibridi di granoturco e Tripsacum assomigliavano al teosinte in alcune delle loro caratteristiche. La scoperta portò alla conclusione che il teosinte potrebbe essere benissimo non l’antenato ma un discendente del granoturco, e cioè il prodotto dell’ibridazione naturale del granoturco e del Tripsacum. Una simile possibilità era stata già sostenuta anni prima da Edgar Anderson, del Giardino Botanico del Missouri. A partire dal 1937, l’anno in cui arrivammo a questa ipotesi di lavoro, molte altre ricerche sono state effettuate sul granoturco, il mais vestito, il teosinte e il Tripsacum e sui loro ibridi. Vi sono molti indizi circostanziati. Ma ancora nessuna prova conclusiva, che il teosinte sia il prodotto dell’ibridazione del granoturco e del Tripsacum, e ve ne sono ancora di più per dimostrare che difficilmente il teosinte può essere stato l’antenato del granoturco. Reeves, che ha fatto un profondo studio sulle caratteristiche botaniche del granoturco, del teosinte e del Tripsacum ha trovato che il teosinte è intermedio fra il granoturco e il Tripsacum, o è identico all’una o all’altra di queste due specie, nei 50 e più caratteri per i quali essi si differenziano. John S. Rogers, anche lui alla Texas Experiment Station, ha ibridato il granoturco con cinque diverse varietà di teosinte provenienti da varie parti del Messico e del Guatemala. Egli ha scoperto che numerosi geni, molti di più di quanto si supponesse prima, sono implicati nella differenziazione del teosinte dal granoturco.
Uno dei teosinti del Guatemala, ad esempio, differisce dal granoturco per alcune caratteristiche della spiga controllate da geni localizzati in due distinti cromosomi. Esso differisce nella sua reazione fotoperiodica in virtù di geni diversi in tre altri cromosomi. (A differenza del granoturco, il teosinte è una pianta «a giorno corto », che fiorisce soltanto in stagioni in cui i giorni sono sensibilmente più corti delle notti). Esso differisce per il numero dei culmi secondari a causa dei geni localizzati in quattro cromosomi, uno dei quali è anche implicato nelle caratteristiche della spiga. Perciò otto diversi cromosomi, e probabilmente numerosi geni su ognuno di essi, sono implicati in queste tre differenze, delle molte esistenti fra il granoturco e il teosinte. La possibilità che queste considerevoli differenze genetiche possano essersi originate durante le poche migliaia di anni dell’ addomesticamento sembra veramente da escludersi. La teoria del teosinte è divenuta perciò sempre più insostenibile. Nel frattempo è diventata sempre più plausibile la teoria che il granoturco sia originato dal mai vestito. Quando si autofeconda una forma ibrida attuale di mais vestito (un processo che generalmente intensifica caratteri determinati) il risultato è una pianta completamente diversa dal normale granoturco coltivato. Le spighe spariscono e i chicchi, portati ora dalle pannocchie, sono racchiusi in glume come in altri cereali. Questo mais vestito puro possiede mezzi di dispersione, dato che i suoi semi non sono su una pesante spiga ma su fragili steli. In un ambiente adatto esso potrebbe indubbiamente sopravvivere allo stato selvatico e riprodursi. Esso possiede caratteristiche simili a quelle di molte graminacee selvatiche; infatti è quasi identico, nei suoi principali caratteri botanici, al suo parente selvatico Tripsacum. Il mais vestito puro ha virtualmente tutte le caratteristiche che ci aspetteremmo di trovare nella forma ancestrale del granoturco. Inoltre, esso è più che un parente del granoturco; esso è granoturco, una forma di granoturco che differisce da quello selvatico esattamente come una specie selvatica potrebbe differire dalla sua corrispondente coltivata. Infine, tutte le differenze ereditarie fra il mais vestito e quello coltivato sono riferibili ad un gene su un cromosoma. Perciò una singola mutazione può cambiare il mais vestito in una forma con cariossidi senza protezione di brattee, ed è proprio questo che è successo nelle mie colture.‘ Il granoturco selvatico aborigeno che l’uomo cominciò coltivare aveva certamente altre caratteristiche primitive oltre a quelle del mais vestito ancestrale. I suoi chicchi, per esempio, erano probabilmente piccoli, duri ed appuntiti. Chicchi di questo tipo si trovano oggi in certe varietà di mais da scoppio. In effetti il botanico E. Lewis Sturtevant, uno dei più abili investigatori del granoturco, aveva concluso più di mezzo secolo fa che il granoturco primitivo doveva essere tanto un mais vestito che un mais da scoppio, ed oggi abbiamo molte prove che Sturtevant aveva ragione. Nei resti delle civiltà preistoriche messi in luce nel Sud America, il mais da scoppio predomina sugli altri tipi. Vasi per abbrustolire il granoturco e campioni di granoturco abbrustolito sono stati trovati nelle tombe preistoriche peruviane. Certamente non vi è niente di nuovo nel pop-corn che gli Americani moderni consumano con tanta prodigalità, come parte del rito dell’andata al cinematografo.
Il mais da scoppio è un cibo antico ed è perfettamente possibile che l’uomo primitivo abbia scoperto per la prima volta l’utilità del granoturco come pianta alimentare quando una pianta di granoturco selvatico venne accidentalmente esposta al calore. Questo avrà fatto esplodere i piccoli chicchi vitrei e coperti dalle glume e trasformato ciò che doveva essere un cibo poco allettante per gente che non aveva mezzi di macinazione oltre ai propri denti, in bocconi teneri, saporiti e nutrienti. Vi è una interessante relazione storica che dà appoggio alla conclusione di Sturtevant che il granoturco primitivo fosse tanto un mais vestito che un mais da scoppio. Un secolo e mezzo fa, Félix de Azara, commissario spagnolo nel Paraguay, descrisse una particolare varietà di granoturco del Paraguay nella quale i piccoli semi, rinchiusi in «envelopes», erano portati dalle pannocchie. Quando le pannocchie venivano scaldate in olio bollente, i chicchi esplodendo formavano « un superbo bouquet, adatto per ornare di notte la testa di una signora). Con un semplice esperimento nei nostri campi di allevamento, siamo riusciti a riprodurre esattamente il granoturco descritto da Azara. Il mais vestito fu ibridato con mais da scoppio e fu poi autofecondato: si ottenne una pianta senza spiga che portava sugli steli della pannocchia piccoli semi duri rinchiusi in glume. Quando una pannocchia di questo granoturco veniva scaldata in olio bollente, si comportava esattamente come il granoturco di Azara. I chicchi esplodevano, ma rimanevano attaccati alla pannocchia a formare il «bouquet » che egli aveva descritto. Queste scoperte recenti hanno dato naturalmente nuovo impulso alle ricerche di granoturco selvatico nel Sud America, dato che la prova più convincente e conclusiva della teoria del mais vestito sarebbe la scoperta di un mais vestito primitivo esistente ancora allo stato selvatico.
La ricerca di granoturco selvatico non ha avuto fino ad ora successo nel suo principale obiettivo ma è stata usualmente fruttifera perché ha rivelato nuovi tipi di granoturco, specialmente forme meno estreme di mais vestito i cui chicchi sono soltanto parzialmente avvolti dalle glume. Forse si potrà ancora scoprire il granoturco selvatico in qualche remota zona di una regione non ancora completamente esplorata, ma vi sono almeno eguali probabilità che esso non esista più da gran tempo. Il granoturco allo stato selvatico può essere stato benissimo una pianta con una scarsa capacità di sopravvivenza, con un’area ristretta e già avviata ad estinguersi quando fu utilizzata per la prima volta dall’uomo. Nel frattempo, una scoperta, completamente inaspettata avvenuta negli ultimi anni, ha offerto una prova diretta che il granoturco primitivo era tanto un mais vestito quanto un mais da scoppio. Durante l’estate del 1948, una spedizione organizzata dal Peabody Museum dell’Università di Harvard e diretta da Herbert W. Dick, un diplomato in antropologia, scopri parecchie pannocchie ed altri resti di granoturco fra i rifiuti accumulati in una caverna abbandonata, nota come Bat Cave nel New Mexico. Questo ricovero fu abitato da circa il 2000 a. C. fino al 1000 d. C. Le successive generazioni di abitanti, non inibite dai moderni concetti di igiene, lasciarono che i rifiuti si accumulassero nella grotta per uno spessore di circa due metri. Rimossi accuratamente e setacciati dagli archeologi, questi rifiuti dettero 766 tutoli vestiti, 125 chicchi sciolti e vari frammenti di glume, di brattee fogliari e di pannocchie. I tutoli sono particolarmente interessanti perché ci mostrano una chiara scissione evolutiva. I più antichi, al fondo dei rifiuti, sono i più piccoli e i più primitivi. Questi tutoli e i chicchi isolati dello stesso livello dimostrano che i primi abitatori della Bat Cave coltivavano una varietà primitiva di granoturco che era tanto un mais vestito come un mais da scoppio.
Il mais vestito, tuttavia, non era cosi estremo come il granoturco « selvatico » sintetico, senza spiga, descritto sopra. Esso rappresenta probabilmente un tipo già in parte modificato dall’addomesticamento, più strettamente simile alle forme delicate di mais vestito che si trovano ancora nelle varietà sudamericane.
Il granoturco della Bat Cave ha risposto ad un’altra delle nostre domande: quale è il rapporto fra il granoturco e il teosinte? Il granoturco più antico e più primitivo della Bat Cave non dimostra in alcun modo di essere derivato dal teosinte, ma a partire da circa la metà della successione si ha una valida conferma dell’introduzione di un granoturco che è stato contaminato con teosinte. Perciò i tutoli di Bat Cave indicano che i prii investigatori botanici non avevano completamente torto a ritenere che il teosinte avesse avuto una parte nell’’evoluzione del granoturco. Sebbene sicuramente ilteosinte non sia stato il progenitore del granoturco, esso contribuì con i suoi geni al progresso del granoturco verso la sua forma attuale. I resti della Bat Cave lasciano sempre senza risposta la domanda: dove si è originato il granoturco in America? Sembra impossibile che il granoturco sia nato nella regione dove furono trovati questi resti, dato che il granoturco è una pianta amante dell’umidità e la regione è ora ed era allora completamente secca. Probabilmente esso fu importato nella regione di Bat Cave dal Messico come pianta coltivata. Se il granoturco fosse originario del Messico o vi fosse stato introdotto ancora prima dall’America meridionale è tuttora una questione aperta. Come poté il primitivo mais vestito e da scoppio che la popolazione della Bat Cave coltivava 4000 anni fa evolversi in un periodo cosi breve, da un punto di vista evolutivo, nella attuale spiga? Alcuni botanici sono inclini ad attribuire agli Indiani d’America attitudini non comuni come allevatori di piante. Se i grandi cambiamenti che sono avvenuti nel granoturco in questo periodo relativamente breve sono il prodotto di questa loro dote, essi innegabilmente mostrarono capacità non comuni. Tuttavia il granoturco della Bat Cave non conferma una tale opinione. Al contrario non vi sono prove che gli uomini della Bat Cave mostrassero per il miglioramento del granoturco un interesse maggiore che per l’igiene. Se una selezione veniva praticata, essa probabilmente era una non intenzionale selezione « negativa », e cioè le spighe buone venivano consumate e le altre erano usate come semi. Tuttavia, grazie probabilmente ad ibridazione casuale con teosinte e con altre razze di granoturco, vi fu un graduale aumento delle dimensioni medie della spiga e dei chicchi ed un enorme aumento della variabilità totale durante i 3000 anni della storia della Bat Cave.
La sequenza evolutiva della Bat Cave mostra che durante questo periodo quattro fattori principali hanno agito sull’evoluzione del granoturco: 1) l’azione della selezione naturale, uno dei più importanti fattori repressivi nell’evoluzione, fu fortemente ridotta; 2) avvennero mutazioni dalle forme più estreme a quelle meno estreme del mais vestito; 3) il granoturco fu modificato per contaminazione con teosinte; 4) l’incrocio di varietà e razze produsse nuove combinazioni di caratteri e un alto grado di ibridismo. Tutti questi fattori contribuirono ad un enorme aumento della variabilità, cosi che quando l’uomo cominciò finalmente a praticare la selezione nel granoturco aveva a sua disposizione una ricca diversità di forme. Fra queste, a caso o volutamente, egli scelse una combinazione di caratteristiche che fanno del granoturco il più efficiente di tutti i cereali come produttore di sostanze nutrienti. La spiga del granoturco attuale è una struttura botanica altamente funzionale. Il massiccio tutolo offre una estesa superficie di sostegno ai chicchi. Esso possiede un enorme sistema di vasi che nutrono i chicchi. L’intera spiga, una volta un aggregato di chicchi rinchiusi individualmente in glume, è ora protetta come un tutto dalle brattee. Le glume sono ridotte a semplici vestigia e nessuna energia viene sciupata per strutture ora inutili e senza scopo. Gli elementi di forza necessari per sopportare l’inflorescenza così grandemente accresciuta sono venuti dal teosinte, che dette geni per la durezza e la rigidezza quando fu ibridato col granoturco. Il teosinte è per l’attuale spiga del granoturco ciò che l’acciaio è per il grattacielo. Infatti le strutture del grattacielo e quelle della spiga di granoturco non sono troppo diverse. Entrambe sono massicce, forti, efficienti, funzionali e superbamente studiate per il loro scopo particolare. Esse sono entrambe bellissime nel loro genere.
