Mais ist eine der am weitesten verbreiteten Nutzpflanzen der modernen Welt. Er deckt unzählige Morgen Felder ab und taucht in allen Bereichen auf, von Müslischachteln bis hin zu Treibstoffen. Aber vor Tausenden von Jahren, als die Menschen in Zentralmexiko begannen, ihre wilden Vorfahren zu kultivieren, unterschied sich Mais erheblich von den süßen, knusprigen Körnern, die wir heute kennen. Die winzigen Kolben enthielten nur ein paar Samen, die in harten Schalen eingeschlossen waren.
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"Mais, wie wir ihn kennen, unterscheidet sich so stark von seinem wilden Vorfahren, dass Wissenschaftler vor einigen Jahrzehnten noch keinen Konsens über den wahren Vorfahren von Mais erzielt hatten", so Nathan Wales, Genetiker am Naturhistorischen Museum Dänemarks . Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht wurde, beschreibt die genetische Analyse eines 5.310 Jahre alten Maiskolbens und trägt dazu bei, die Lücken zu schließen, aus denen Mais zu einer Kulturpflanze wurde.
Dieser uralte Maiskolben wurde in den 1960er Jahren aus einer Höhle im mexikanischen Tehuacán-Tal ausgegraben und befindet sich seitdem im Robert S. Peabody Museum in Andover, Massachusetts. Wales, ein Autor der Studie, und seine Kollegen ließen diesen uralten Maiskolben in die Hände fallen, um herauszufinden, wo er in der genetischen Zeitachse der Umwandlung von Mais in die allgegenwärtige Ernte, die er heute ist, hingefallen ist.
Das Team konnte bemerkenswerte 70 Prozent der DNA des alten Pfeilers wiederherstellen. Andere altersähnliche Proben enthalten laut Freisetzung oft nur etwa 10 Prozent der ursprünglichen Pflanzen-DNA. Aber überraschenderweise stimmte die DNA des alten Maiskolbens viel besser mit der des modernen Mais überein als mit seinen Mais-Vorfahren, die gemeinhin als Teosintes bekannt sind.
Das Studium solch uralter DNA ist jedoch keine einfache Sache, sagt Robert Fulton, Genetiker an der Washington University im St. Louis McDonnell Genome Institute, gegenüber Smithsonian.com . Fulton, der nicht an der Studie beteiligt war, gehörte zu dem Team, das das Maisgenom erstmals im Jahr 2009 kartierte. Auf diese Weise konnten die Forscher bestätigen, dass die modernen Pflanzen von der Teosinte-Pflanze abstammen.
"In der Regel können DNA-Stränge Millionen von Basen lang sein", sagt er. „Im Grunde ist es wie ein großes Puzzle, und für eine gute, qualitativ hochwertige DNA sind die Puzzleteile sehr groß. Für die alte DNA sind die Puzzleteile winzig. “
Obwohl die 70-prozentige Rückgewinnung des ursprünglichen genetischen Materials des Mais wie ein Glücksfall erscheint, erschwert die größere Anzahl von Teilen auch die Montage des genetischen Puzzles und die Interpretation der Ergebnisse. Und weil das Genom der Maisfamilie unglaublich komplex ist, kann es laut Fulton schwierig sein, Schlussfolgerungen aus der DNA zu ziehen, die sich über Tausende von Jahren verschlechtert hat.
"Das Maisgenom ist sehr repetitiv ... es gibt viele Sequenzen, die sich oft wiederholen", sagt Fulton. "Wenn Sie also sehr kleine Fragmente haben, ist es schwierig, diese eindeutig auf die Referenzsequenz abzubilden, da sie perfekt an mehreren verschiedenen Orten landen."
Für die meisten Sequenzierungsarbeiten an solchen alten Proben, erklärt Fulton, zerlegen Forscher die DNA auf viele verschiedene Arten, um sie mit einem Referenzgenom zu vergleichen. Die jüngste Studie hat dies jedoch nur auf einige unterschiedliche Arten getan. Obwohl dies ein guter Einstieg in die Erforschung des 5310 Jahre alten Maiskolbens ist, sind weitere Analysen erforderlich, um die Ergebnisse zu bestätigen.
Durch die Untersuchung der Genetik des alten Mais könnten Forscher mehr darüber herausfinden, wie moderner Mais angebaut wurde, sagt Fulton. Die Forschung könnte auch dazu beitragen, die spezifischen Merkmale herauszufiltern, die im Laufe der Zeit aus der Pflanze gezüchtet wurden, sodass die Ernte in vielen Ländern der Welt gedeihen konnte.
Bevor Sie sich an diesem Erntedankfest von Ihrem Mais ernähren, nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um die lange Reise der Pflanze zu einem süßen und saftigen Vergnügen zu genießen, das es heute ist.
