Orzo (Hordeum vulgare) - La storia della sua domesticazione

Orzo (Hordeum vulgare ssp. vulgare) fu una delle prime e prime colture addomesticate dall'uomo. Attualmente, prove archeologiche e genetiche indicano che l'orzo è una coltura a mosaico, sviluppata da diverse popolazioni in almeno cinque regioni: Mesopotamia, Levante settentrionale e meridionale, deserto siriano e, 900-1.800 miglia (1.500-3.000 chilometri) a est, nel vasto altopiano tibetano.

Il primo addomesticamento si pensava da tempo quello del sud-ovest asiatico durante il Neolitico pre-terracotta A circa 10.500 anni fa: ma lo stato a mosaico dell'orzo ha gettato una chiave nella nostra comprensione di questo processo. Nella mezzaluna fertile, l'orzo è considerato una delle otto colture classiche del fondatore.

Una singola specie di progenitore selvatico

Si pensa che sia il progenitore selvaggio di tutte le barlie Hordeum spontaneum (L.), una specie germinativa invernale che è originaria di una regione molto vasta dell'Eurasia, dal sistema fluviale del Tigri e dell'Eufrate in Iraq fino alle sponde occidentali del fiume Yangtze in Cina. Sulla base di prove provenienti da siti del Paleolitico superiore come Ohalo II in Israele, l'orzo selvatico è stato raccolto per almeno 10.000 anni prima di essere addomesticato.

Oggi l'orzo è il quarto raccolto più importante al mondo dopo grano, riso e mais. L'orzo nel suo insieme è ben adattato agli ambienti marginali e soggetti a stress, e una pianta più affidabile del grano o del riso nelle regioni più fredde o più alte in quota.

Lo scafo e il nudo

L'orzo selvatico ha diverse caratteristiche utili a una pianta selvatica che non sono così utili per l'uomo. C'è un rachide fragile (la parte che tiene il seme alla pianta) che si rompe quando i semi sono maturi, spargendoli ai venti; e i semi sono disposti sulla punta in due file scarsamente seminate. L'orzo selvatico ha sempre uno scafo duro che protegge i suoi semi; la forma senza scafo (chiamata orzo nudo) si trova solo su varietà domestiche. La forma domestica ha un rachide non fragile e più semi, disposti in un picco a sei file.

Nell'orzo domestico si trovano sia semi con scafo che semi nudi: durante il Neolitico, entrambe le forme furono coltivate, ma nel Vicino Oriente la coltivazione di orzo nudo declinò a partire dall'età calcolitica / del bronzo circa 5000 anni fa. Le barle nude, sebbene più facili da raccogliere e processare, sono più suscettibili all'attacco di insetti e alle malattie parassitarie. I barley sbucciati hanno rese più elevate; così nel Medio Oriente comunque, mantenere lo scafo era un tratto selezionato.

Oggi le barchette con scafo dominano ad ovest e le baracche nude ad est. A causa della facilità di elaborazione, la forma nuda viene utilizzata principalmente come fonte alimentare umana integrale. La varietà con scafo viene utilizzata principalmente per l'alimentazione animale e la produzione di malto per la preparazione della birra. In Europa, la produzione di birra d'orzo risale almeno al 600 a.C..

Orzo e DNA

L'archeologo britannico Glynis Jones e i suoi colleghi hanno completato un'analisi fillogeografica dell'orzo nei margini settentrionali dell'Europa e nella regione alpina e hanno scoperto che le mutazioni genetiche adattive a freddo erano identificabili nelle moderne frazioni di orzo. Gli adattamenti includevano un tipo che non rispondeva alla lunghezza del giorno (ovvero, la fioritura non è stata ritardata fino a quando la pianta non ha ottenuto un certo numero di ore di luce solare durante il giorno): e quella forma si trova nel nord-est Europa e in località ad alta quota . In alternativa, le frane nella regione del Mediterraneo rispondevano prevalentemente alla lunghezza del giorno. Nell'Europa centrale, tuttavia, la lunghezza del giorno non è un tratto per il quale (apparentemente) era stato selezionato.

Jones e colleghi non erano disposti a escludere le azioni di possibili strozzature, ma hanno suggerito che i cambiamenti climatici temporanei potrebbero aver influito sulla selezione dei tratti per varie regioni, ritardando la diffusione dell'orzo o accelerandolo, a seconda dell'adattabilità del raccolto alla regione.

Quanti eventi di addomesticamento!?

Esistono prove di almeno cinque diversi luoghi di addomesticamento: almeno tre località nella Mezzaluna fertile, una nel deserto siriano e una nell'Altopiano tibetano. Jones e colleghi hanno riportato ulteriori prove del fatto che nella regione della Mezzaluna fertile potrebbero esserci stati fino a quattro diversi eventi di addomesticamento dell'orzo selvatico asiatico. Le differenze all'interno dei gruppi A-D si basano sulla presenza di alleli che si adattano in modo diverso alla lunghezza del giorno; e la capacità adattativa dell'orzo di crescere in un'ampia varietà di luoghi. Potrebbe essere che la combinazione di tipi di orzo provenienti da diverse regioni abbia creato una maggiore resistenza alla siccità e altri attributi benefici.

La botanica statunitense Ana Poets e colleghi hanno identificato un segmento del genoma della varietà del deserto siriano nelle barleys asiatiche e fertili della Mezzaluna; e un segmento nella Mesopotamia settentrionale nelle barleys occidentali e asiatiche. Non sappiamo, ha detto l'archeologia britannica Robin Allaby in un saggio di accompagnamento, come i nostri antenati abbiano prodotto colture così geneticamente diverse: ma lo studio dovrebbe iniziare un periodo interessante verso una migliore comprensione dei processi di domesticazione in generale.

Nel 2016 sono state riportate prove della produzione di birra d'orzo fin dal Neolitico di Yangshao (circa 5000 anni fa) in Cina; sembra molto probabile che provenga dall'Altopiano tibetano, ma questo deve ancora essere determinato. 

siti

• Grecia: Dikili Tash
• Israele: Ohalo II
• Mi sono imbattuto: Ali Kosh, Chogha Golan
• Iraq: Jarmo
• Giordania: 'Ain Ghazal
• Cipro: Klimonas, Kissonerga-Mylouthkia
• Pakistan: Mehrgarh
• Palestina: Gerico
• Svizzera: Arbon Bleiche 3
• Siria: Abu Hureyra
• Tacchino: Çatalhöyük
• Turkmenistan: Jeitun

Fonti selezionate

• Allaby, Robin G. "L'addomesticamento dell'orzo: la fine di un dogma centrale?" Biologia del genoma 16.1 (2015): 176.
• Dai, Fei, et al. "La profilazione del trascrittoma rivela le origini genomiche del mosaico dell'orzo coltivato moderno". Atti della National Academy of Sciences 111,37 (2014): 13403-08.
• Jones, G., et al. "Prove del DNA per molteplici introduzioni di orzo in Europa a seguito di domestiche disperse nell'Asia occidentale". antichità 87.337 (2013): 701-13.
• Jones, Glynis, et al. "Analisi fillogeografica del DNA dell'orzo come prova della diffusione dell'agricoltura neolitica in Europa." Journal of Archaeological Science 39.10 (2012): 3230-38.
• Mascher, Martin, et al. "L'analisi genomica del grano coltivato di 6000 anni fa luce sulla storia dell'addomesticamento dell'orzo". Nature Genetics 48 (2016): 1089.
• Pankin, Artem, et al. "La rinnovazione mirata rivela le firme genomiche dell'addomesticamento dell'orzo." Nuovo fitologo 218,3 (2018): 1247-59.
• Pankin, Artem e Maria von Korff. "Co-evoluzione di metodi e pensieri negli studi sull'addomesticamento dei cereali: una storia di orzo (Hordeum Vulgare)." Opinione attuale in Biologia Vegetale 36 (2017): 15-21.
• Poeti, Ana M., et al. "Gli effetti sia della selezione recente che a lungo termine e della deriva genetica sono facilmente evidenti nelle popolazioni di allevamento di orzo nordamericano." G3: Geni | Genomi | Genetica 6.3 (2016): 609-22.