1 GENES, PLANTAS Y ALIMENTOS 1ª Conferencia LA DOMESTICACIÓN NEOLÍTICA FRANCISCO GARCÍA OLMEDO Real Academia de Ingeniería Colegio Libre de Eméritos ETS de Ingenieros Agrónomos Universidad Politécnica de Madrid ESPAÑA

2 SOMOS LA ÚNICA ESPECIE ARTIFICIAL Natural no es sinónimo de bueno o inocuo ni artificial, de peligroso toxinas estafilocócica y botulínica, la cicuta, solanina en la patata, capsaicina en el pimiento, psoralenos en el perejil, piperina en la pimienta, fenilhidrazinas en setas comestibles, tremetol en la leche (mató a la madre de Lincoln), ciguatoxina en algunos peces hermosos, andromedotoxina en miel de rododendro (los 10.000 soldados ;Jenofonte) ácido cianhídrico o prúsico (glicósidos cianogenéticos) más de 2.000 especies conocidas (mandioca,sorgo)

3 EL FUEGO Y OTROS ARTIFICIOS Los retos alimentarios iniciales: escasa diversidad (sólo tejidos blandos e inocuos) mayor esfuerzo mecánico al masticar y desgaste dental El tratamiento térmico destruye sustancias tóxicas y ablanda los posibles alimentos pero puede generar sustancias cancerígenas (benzopireno; acrilamida …) que constituyen riesgos para las longevas poblaciones actuales. La disgregación mecánica ablanda los alimentos y permite la extracción de componentes tóxicos artefactos para rallar o moler

4 Mediados del milenio 16 AP, calentamiento rápido, del 40 % en el CO 2. Dieta menos vegetariana, vida nómada y semi-nómada, población dispersa Wadi en-Natuf, Abu Hureyra, y otros, Milenio 13 AP, Clima más cálido y húmedo, bosques y pastizales, y fauna asociada. Primeras culturas iniciaron una vida sedentaria, pueblos no agrícolas semi-permanentes, para la defensa de flora y fauna circundantes Bonanza acaba bruscamente a los 12,8 milenios AP, Periodo climático conocido como Younger Dryas, Hierba ártico-alpina Dryas octopetala en los estratos

5 CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS ANTERIORES A LA AGRICULTURA Despejan o alteran la vegetación mediante el fuego. Riegan. Siembran. Plantan. Cosechan. Destoxifican, Alucinan y Fabrican venenos. Trillan. Avientan. Muelen. Hilan. Tejen. Hacen cestos, canoas, herramientas, utensilios, arcos y flechas. Ejercen ciertos derechos de propiedad.

6 Cazadores-recolectores, mejor dieta y salud que agricultores primitivos Con el invento de la Agricultura: - Se almacena en lugar de compartir y llevar. -Obesidad de algunos ricos/ hambre de los pobres. -Hambres catastróficas: fallo de la cosecha principal -Dietas sesgadas; enfermedades carenciales -Se institucionaliza el consumo de alcohol

7 LA PRIMERA REVOLUCIÓN VERDE Invento de la Agricultura: La domesticación uno de los grandes actos creativos de la humanidad. Las domesticaciones: inventos independientes fundamentos de las grandes culturas. Las técnicas moleculares modernas revelan sitios de domesticación, alteraciones genómicas La agricultura redujo inicialmente el repertorio de alimentos dietas sesgadas, hambres catastróficas...

8 Centros de Domesticación: Vavilov, Harlan…

9 El Creciente Fértil Bosque Bosque subtropical Estepa Desierto

10 RADIACIÓN SOLAR 5000 MJ/ m2/año NO ABSORBIDA POR LA PLANTA 1.500 MJ OTRAS PARTES 14 MJ PÉRDIDA DE CALOR 3.465 MJ GRANO 21 MJ CONSUMO DIRECTO 2,1 MJ COMSUMO INDIRECTO 0,21 MJ PKN2PKN2 N 2 P K SISTEMA SUELO PLANTA TRANSFERENCIA Y CONVERSIÓN DE ENERGÍA Y MATERIA FLUJO HÍDRICO MODIFICACIÓN MEDIO AMBIENTE ENERGÍA SOLAR H2OH2O H 2 O

11 HOLOCENO ( 11 - 5 milenios ) NEOLÍTICO-EDAD DEL BRONCE-EDAD DEL HIERRO 11 milenios Oveja (Mesop.) Perro (N.América) Cabra (Persia) 10 milenios Ciudades, Jericó; Arcos y flechas. Telar (Or.Próx.) Trigo y Cebada (Oriente Próximo) 9 milenios Vacuno (Oriente Próximo) 5,5 milenios Patatas (Suramérica) Rueda (Sumeria) Arroz (Oriente Lejano); Gusano de seda (China) 5 milenios El arado. Escritura pictográfica (Oriente Próximo)

12 PROCESO CONTRA NATURA Nada de lo que consumimos es natural porque las especies domesticadas no son capaces de vivir libremente en la naturaleza. La concurrencia de las distintas propiedades agronómicas en la especie domesticada es absolutamente artificial En el proceso se eliminaron sustancias tóxicas

13 Desarrollo de la Agricultura Por presión demográfica y respuesta a cambio climático (Younger Dryas): Antes que considerar el progreso tecnológico como principal estímulo del cambio económico. Casi extinción de los grandes mamíferos Conocimiento de las operaciones básicas Clima estable y benigno tras el Pleistoceno Competencia entre grupos de población Aumento de la población

14 Ventajas: D emográficas Tecnológicas Políticas Militares Inconvenientes Espiral demográfica; Más trabajo por alimento Aumento de de enfermedades infecciosas Densidad de población favorece propagación Concentración de animales que las transmiten Paperas, tuberculosis…

15 DEPENDENCIA DECRECIENTE DE LAS PLANTAS SILVESTRES DEPENDENCIA CRECIENTE DE PLANTAS CULTIVADAS EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS VEGETALES ALIMENTOS DE PLANTAS SILVESTRES ALIMENTOS PREDOMINANTEMENTE DE PLANTAS SILVESTRES DOMINIO DE LAS PLANTAS CULTIVADAS RECOLECCIÓN USO DEL FUEGO CULTIVO CON REDUCIDO DESPEJE DEL TERRENO Y LABOREO MÍNIMO CULTIVO EN MAYOR ESCALA DESPEJE DE SUELO LABOREO SISTEMÁTICO AGRICULTURA BASADA EN CULTIVARES ALTO RENDIMIENTO MAYOR TRABAJO EN EL CULTIVO Y EL MANTENIMIENTO DEL SUELO CULTIVADO TIEMPO

16 Domesticación de plantas para su cultivo Cosecha frente a maleza Terreno perturbado, suelo laborable Proceso de domesticación Cosecha, cosecha cultivada, cosecha domesticada Cultivo (gestión) Selección (selección diferencial) Cultigenes Cosechas desconocidas en vida libre (silvestre) Aún de recolectan plantas silvestres Arroz indio (Zizania aquatica) Azúcar del arce (Acer saccharum)

17 CAMBIOS ASOCIADOS A LA DOMESTICACIÓN Plantas Cultivadas vs Homólogas Silvestres: Plantas de mayor tamaño y más robustas Hojas más grandes y gruesas Raíces más carnosas Flores, frutos y semillas más grandes Fertilidad reducida Semilla más grande por reducción del número (menor fertilidad; menor supervivencia) Sin flores (muchas batatas) Sin semillas (naranja, plátano) (el producto no es la semilla) dependen del hombre para propagarse)

18 CAMBIOS ASOCIADOS A LA DOMESTICACIÓN (cont.) Germinación: Pérdida de la dormancia (en contraste con las malezas) Maduración simultánea cambio que está ocurriendo en el tomate Duración del ciclo se acorta en las cosechas de semilla se alarga en las vegetativas Cambios en el tamaño y forma de los órganos raíces (zanahoria, remolacha, chirivía) flores (duplicación de verticilos) capullos (hipertrofia en coliflores) frutas (hipertrofia de los frutos)

19 LA MAYORÍA DE LAS COSECHAS EURÁSICAS (EXCEPTO LA CEBADA) 1 SOLA DOMESTICACIÓN COSECHAS DEL NUEVO MUNDO Y ESPECIES ANIMALES EURÁSICAS 2 O MÁS DOMESTICACIONES LAS ESPECIES CULTIVADAS SON A MENUDO AUTÓGAMAS LO QUE ES RARO EN LAS SILVESTRES QUE SUELEN SER ALÓGAMAS

20 Selección de:* Raquis tenaz * Germinación uniforme * Porte erecto * Frutos, semillas y tubérculos grandes y sin tóxicos

21 TRIGO DIPLOIDE SILVESTRE Y CULTIVADO El silvestre se dispersa en la madurez tiene raquis frágil y las espiguillas en forma de flecha y aristadas, para clavarse en el suelo El cultivado no se dispersa en la madurez tiene el raquis tenaz y no se implanta en el suelo GÉNERO TRITICUM. Raquis frágil/Raquis tenaz; Grano vestido/Grano desnudo

22 DEL TEOSINTE AL MAÍZ

23 UN CULTIVAR MODERNO ACUMULA TODAS LAS ALTERACIONES GENÉTICAS QUE HA INTRODUCIDO LA MANO HUMANA A LO LARGO DE MILENIOS

24 Propagación vegetativa ¿anterior a la propagación por semillas?(hijos, chupones, estaquillas…) Palmera datilera (polinización; pies fríos, cabeza…) Olivo (Asia Menor) Vid (vino en Oriente Prox. 8000 aC) Sicomoro (inducción) Invención del injerto ~3000 aC (varios autores) Pomos, Frutales de hueso, Cítricos Alejandro Magno 356-323 aC Trae el melocotón (originario de la China) y manzana pera, membrillo, almendra, albaricoque, ciruela, cereza, guinda… del Asia Central.

25 Cavalli-Sforza et al. 1994 Renfrew 1991 LENGUAJEGRADIENTES GÉNICOS Zilhao 1993 YACIMIENTOS ARQUEOLÓGICOS MIGRACIÓN DÉMICA ~ 1 Km/Año Cavalli-Sforza et al.