Lo studio conferma che l'antico orzo della Cina centrale contiene mutazioni nel locus del gene Ppd-H1 che disattivano la risposta del fotoperiodo. Mostra anche che le varietà autoctone di orzo esistenti piantate in Cina portano l'aplotipo genetico A, il che deduce che l'orzo cinese ha un'origine genetica diversa rispetto all'aplotipo B dell'orzo che si è fatto strada nel nord Europa. Credito: PLOS One
Prima addomesticato 10, 000 anni fa nella Mezzaluna Fertile del Medio Oriente, grano e orzo hanno preso strade molto diverse verso la Cina, con l'orzo che passa da un raccolto invernale a uno invernale ed estivo durante una deviazione millenaria lungo l'altopiano tibetano meridionale, suggerisce una nuova ricerca della Washington University di St. Louis.
"Le dispersioni orientali del grano e dell'orzo erano distinte sia nello spazio che nel tempo, " disse Xinyi Liu, assistente professore di archeologia in arti e scienze, e autore principale di questo studio pubblicato sulla rivista PLOS One .
"Il grano fu introdotto nella Cina centrale nel secondo o terzo millennio a.C., ma l'orzo non vi arrivò fino al primo millennio a.C., " Liu ha detto. "Mentre ricerche precedenti suggeriscono che la coltivazione del grano si è spostata a est lungo il bordo settentrionale dell'altopiano tibetano, il nostro studio richiama l'attenzione sulla possibilità di un percorso meridionale (attraverso l'India e il Tibet) per l'orzo".
Sulla base dell'analisi al radiocarbonio di 70 antichi chicchi d'orzo recuperati da siti archeologici in Cina, India, Kirghizistan e Pakistan, insieme al DNA e ad antiche testimonianze testuali, lo studio affronta il mistero del motivo per cui gli antichi agricoltori cinesi avrebbero cambiato la stagionalità di un raccolto di orzo che ha avuto origine in un intervallo latitudinale simile al loro.
La risposta, Liu spiega, è che l'orzo è passato da raccolto invernale a estivo durante il suo passaggio in Cina, un periodo in cui ha trascorso centinaia di anni evolvendo tratti che gli hanno permesso di prosperare durante le brevi stagioni di crescita estive negli altopiani del Tibet e dell'India settentrionale.
"L'orzo arriva nella Cina centrale più tardi del grano, portando con sé un certo grado di diversità genetica in relazione alle risposte del tempo di fioritura, " Liu ha detto. "Deduciamo che tale diversità riflette il preadattamento delle varietà di orzo lungo quella possibile rotta meridionale alle sfide stagionali, in particolare l'effetto dell'alta quota, e questo ha portato alle origini dell'orzo primaverile orientale".
La ricerca di Liu sulla dispersione della coltivazione del grano e dell'orzo aggiunge un nuovo capitolo alla nostra comprensione della globalizzazione alimentare preistorica, un processo iniziato intorno al 5000 a.C. e si intensificò intorno al 1500 a.C. Questa ricerca in corso traccia i percorsi geografici e i tempi di dispersione delle colture e dei sistemi di coltivazione che si sono espansi in tutta l'Eurasia e infine in tutto il mondo, da punti di origine in Nord Africa e Ovest, Asia orientale e meridionale. L'espansione orientale del grano e dell'orzo è una storia chiave in questo processo.
Al caldo, arida regione del sud-ovest asiatico dove il grano e l'orzo furono addomesticati per la prima volta, sono state coltivate tra l'autunno e la successiva primavera per completare il loro ciclo vitale prima dell'arrivo della siccità estiva. Questi primi ceppi domestici includevano geni trasferiti da erbe selvatiche che hanno innescato la fioritura e la produzione di grano man mano che le giornate si allungavano con l'avvicinarsi dell'estate.
La mappa dell'Eurasia mostra le più antiche date misurate al radiocarbonio (a.C.) per i singoli chicchi di orzo recuperati da ciascuna regione. Il grano e l'orzo arrivarono nell'Asia meridionale circa un millennio prima di arrivare nell'Asia orientale. I frumenti da trebbiatura si diffusero in Cina lungo un percorso a nord dell'altopiano tibetano. È probabile che l'orzo nudo sia stato introdotto in Cina attraverso le rotte degli altopiani meridionali che rimangono da identificare. Credito: PLOS One
A causa di questo ciclo vitale di fioritura primaverile, le prime varietà domestiche di grano e orzo erano poco adatte alla coltivazione nei climi dell'Europa settentrionale con inverni rigidi e una diversa lunghezza del giorno. Precedenti ricerche del secondo autore in questo studio, Diane Lister, un associato di ricerca post-dottorato presso l'Università di Cambridge, ha dimostrato che l'orzo e il frumento si sono adattati ai climi europei sviluppando una mutazione che ha spento i geni che rendevano la fioritura sensibile all'aumento della lunghezza del giorno, permettendo loro di essere seminati in primavera e raccolti in autunno.
Lo studio di Liu mostra che l'orzo ha evoluto mutazioni simili nel suo cammino verso la Cina mentre i contadini spingevano la sua coltivazione in alto nelle montagne dell'altopiano tibetano. Quando l'orzo raggiunse la Cina centrale, il suo corredo genetico era stato alterato in modo che la fioritura non fosse più innescata dalla lunghezza del giorno, permettendogli di essere piantato sia in primavera che in autunno.
L'antico movimento della coltivazione del grano e dell'orzo in Cina offre due storie distinte sull'adattamento delle colture di nuova introduzione in un sistema agrario/culinario esistente, ha detto Liu.
Anche il grano antico che viaggiava in Cina lungo le rotte della Via della Seta veniva geneticamente modificato dagli agricoltori che selezionavano ceppi che producevano chicchi di piccole dimensioni più adatti a una cucina cinese che li preparava bollindo o cuocendo a vapore i cereali integrali. I chicchi di grano più grandi si sono evoluti in Europa, dove il grano veniva tradizionalmente macinato per la farina.
Lungo la rotta migratoria meridionale dell'orzo, la storia principale è il tempo di fioritura, modificato dagli agricoltori per ottenere il controllo sulle pressioni stagionali della coltivazione ad alta quota, ha detto Liu.
Il recupero di questi grani antichi è diventato più di routine nell'ultimo decennio, poiché gli studiosi hanno padroneggiato una tecnica di flottazione che consente la separazione di semi e altro materiale biologico minuto dalla terra di scavo immersa in un secchio d'acqua. Questo approccio, pioniere in Cina dal terzo autore di questo studio, Zhijun Zhao, professore di archeologia all'Accademia cinese delle scienze sociali, ha trasformato la comprensione dell'antica agricoltura in Cina.
I risultati di PLOS One riflettono i contributi di 26 coautori, compresi gli archeologi che hanno recuperato i grani e quelli che li hanno analizzati presso i principali laboratori archeobotanici negli Stati Uniti, UK., Cina e India. Il team comprende anche i maggiori esperti di archeogenetica dell'orzo, analisi del radiocarbonio e storia dell'agricoltura in tutto il mondo.
"Recentemente ci siamo resi conto di quante colture preistoriche si muovessero, su una scala molto più grande di quanto chiunque avesse previsto, ", ha affermato il coautore senior Martin Jones, il professore di scienze archeologiche George Pitt-Rivers a Cambridge. "Uno studio intensivo di cronologia, la genetica e le registrazioni delle colture ora rivelano come quei movimenti abbiano gettato le basi agrarie delle civiltà dell'età del bronzo, consentendo il controllo delle stagioni, e aprendo la strada alla rotazione e al multi-ritaglio."
