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La bandeja: qué tan paisa?
D.G. Debouck
Medellín, Colombia, 4 de febrero de 2016
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foto: Wills et al. 1984
?
De dónde vienen estos alimentos que tanto nos gustan?
?
1) sentido biológico: cúal ser vivo dio este alimento?
2) sentido geográfico: de qué parte de Colombia/ mundo viene este alimento?
3) sentido cultural: quíen pensó en combinar estos alimentos?
aguacate
maíz
chicharrón
carne molida (res)
plátano
yuca
huevo
arroz
fríjol
foto: Wills et al. 1984
Origen Rec Gen
1
Sureste asiático
Creciente Fértil
Sureste asiático
nativo, Brasil
nativo, Perú
Sureste asiático
África central W
10
Creciente Fértil
Perú, México
Sureste asiático
África oriental C
Sureste asiático
Brasil, nativo
Europa, Mediterráneo
20
De dónde viene lo que produce/ vende Colombia?
Perú, México
Creciente Fértil
fuente: FAO Stat, 29/I/2016
Biodiversidad: lo que conocemos y lo que usamos
Column1
número de especies inventeriadas:
248,960
1,413,000
69,000
751,000
248,400
insectos
plantas
aves
mamíferos
peces
algas
hongos
protozoa
bacteria
virus
animales otros
fuentes: Conway 1994; Smith et al. 2004; Wilson 1992, 1994
 ~ 700 especies de plantas han sido utilizadas en alimentación humana
 ~ 70 especies son utilizadas en alimentación a mayor escala
 3 especies (arroz, trigo, maíz) aportan el 75% de nuestras calorías diarias
 por qué la adopción de la granadilla de Quijos o la macadamia es difícil?
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De dónde viene nuestra alimentación?
?
Del reino vegetal:
gramíneas: arroz, trigo, maíz, cebada, centeno, avena, sorgo, caña, mijo (~15/10,000)
leguminosas: arveja, faba, garbanzo, lenteja, altramuz, fríjol, haba de Lima,
maní, tarwi, caupí, gandul, mungo, soja, azuki (~25/19,000)
solanáceas: papa, tomate, ají, berenjena (~10/3,000)
compuestas: girasol, topinambur, lechuga (~3/25,000)
orquídeas: vainilla (1/+20,000 especies)
Del reino animal:
mamíferos: vacuno, zebú, cerdo, oveja, cabra, caballo, burro, búfalo, llama,
camello, dromedario, reno, conejo, cuy (~14/4,000)
aves: pollo, pato, ganso, guajolote (4/9,000 especies)
peces: Salmonidae, atún, bacalao, carpa (~9/+18,000)
fuentes: Diamond 1997, 2002; Greenberg 2010; Hammer & Khoshbakht 2015; Heywood et al. 2007; Wilson 1992
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Cómo un científico puede considerar el origen de los alimentos?
?
Cuál planta o cuál animal se acerca más al que estoy estudiando?
 identificación del “ancestro”
Cuáles cambios pueden haber sido más influenciados por la gente?
 comprensión del “síndrome de domesticación”
Cuáles consecuencias han afectado el “ancestro” y el “domesticado”?
 progreso en mejora/ conservación de recursos genéticos
entrada de la gente al continente americano
hoy
inicio de la domesticación de plantas
16,000
14,000
12,000
10,000
8,000
último golpe frío 13,500-12,600 a.P.
leer más: Harlan 1992, 1995; Smith 1995; Wells 2010
6,000
4,000
2,000
tiempo
años antes del Presente
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Es esta pregunta en cuanto al origen importante?
?
Sí es importante, porque tiene que ver con seguridad alimentaria!
(derecho de la población a ser correctamente
y continuamente alimentada)
en tiempo de sequía, cómo podemos rebajar el precio de los alimentos?
fuentes: El Tiempo, Portafolio 2015-2016
Los alimentos de origen animal
chicharrón
carne molida (res)
huevo
foto: Wills et al. 1984
Diferencias entre el estado silvestre y domesticado en el ganado porcino
Sus scrofa var. domesticus
Sus scrofa var. ferus
• pariente silvestre
aún existe, abundante
• distribución N Eurasia
• 2-3 focos domesticación
hasta múltiple/ continua
• fuerte masa muscular parte anterior
• masa muscular más repartida
• colmillos largos y peligrosos
• colmillos reducidos
• piel con indumentum abundante
• piel sin indumentum, a veces con color
• tamaño de cabeza y patas normal
• tamaño de cabeza y patas más pequeño
• tamaño del cerebro normal
• 33% de reducción de tamaño del cerebro
• camada normal (2-4) y estacional
• camada mayor (6-8) y no-estacional
• agresividad y territorialidad
• docilidad y territorialidad débil
fuentes: Andersson 2012; Dohner 2001; Larson et al. 2014; Olmstead & Rode 2008; Zeder 2012
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Diferencias entre el estado silvestre y domesticado en el pollo
Gallus gallus var. domesticus
Gallus gallus var. gallus
• 4 especies silvestres
aún existen
• distribución desde India E
hasta Indonesia
• 2 focos domesticación
E India  Europa
SE Asia  Chile (1350)!?
•
agresividad del gallo
•
(no-)agresividad del gallo
•
territorialidad marcada
•
territorialidad débil
•
masa muscular normal
•
masa muscular aumentada (carne)
•
tasa crecimiento normal
•
tasa crecimiento acelerada
•
estacionalidad de la postura
•
no-estacionalidad de la postura
•
empolladura marcada
•
empolladura débil (huevo)
fuentes: Barber et al. 2012; Larson et al. 2014; Lembke 2012
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Diferencias entre el estado silvestre y domesticado en el ganado vacuno
Bos taurus
Bos primigenius
• desapareció en 1627
• distribución desde Francia
hasta Mesopotamia
• patrón de reproducción estacional
• patrón de reproducción no-estacional
• producción leche normal
• producción leche aumentada (leche)
• cuernos grandes, funcionales
• cuernos (no) grandes, (no) funcionales
• masa muscular normal
• masa muscular aumentada (carne)
• color de piel uniforme
• color de piel cambiado/ bicolor
• agresividad, instinto de fuga
• no-agresividad, no-instinto de fuga
• fuerte jerarquía en la manada
• débil jerarquía en la manada
fuentes: Bradley & Magee 2006; Johns 2011; Larson et al. 2014; Zeder 2006, 2012
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Lugares y fechas (años a.P.) de domesticación de algunas especies animales
Asia nororiental: perro (15,000)
Europa central: cerdo (4,000)
Asia occidental: vacuno, cerdo, cabra, oveja (10,000)
Asia central: perro, caballo (15,000 & 5,000)
Asia oriental: cerdo (8,500)
Asia meridional: gallo, búfalo (6-4,000)
Mesoamérica: guajolote (2,000)
Andes Centrales: llama, cuy (6-5,000)
Por qué tan pocos focos?
 todos estos animales tienen un rango de distribución amplio (e.j. caballo, lobo); no endémicos!
 los arqueólogos no han terminado su trabajo !?
pero si las diferencias iniciales son en el comportamiento de animales silvestres!
 otro patrón cultural de la gente: traer los animales jóvenes al rancho para comerlos después
verdadera ruptura de paradigma, idea de pocos/ pocas, pero que puede ser copiada
fuentes: Albarella et al. 2006; Bradley et al. 1996; Larson et al. 2014; Olsen 2006; Vilà et al. 2006; Wayne et al. 2006; Zeder 2006, 2012
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Importancia de los patrones culturales de aprovechamiento
• papel de la gente en la extinción de la megafauna al entrar en América del Norte
• extinción del caballo y con él desaparición de una fuerza de movilidad y trabajo pesado
fuente: Schobinger 1994
fuente: Musters 1873
• caballo re-introducido y usado por los nativos para cazar los animales de la Patagonia
• extinción o reducción de opciones de fauna (ñandú, camélidos) para futuro desarrollo ganadero
leer más: Bennett & Hoffmann 1991; Crosby 1991; Janis 1993; Diamond 1997; Gill & West 2001; Surovell et al. 2016; Wilson 1992
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Hipótesis explicativa:
probabilidad = baja
Del reino animal: ~ 30 especies/ 42,300 vertebrados
1. tamaño: ratón, ballena yubarta no fueron tomados en cuenta
2. alimentación: oso hormiguero, panda buscan un alimento demasiado especializado
3. tasa de crecimiento: rinoceronte, elefante: tiempo a la edad adulta demasiado largo
4. agresividad: jaguar, cebra, oso: adultos demasiado peligrosos!
5. reproducción en cautiverio: cóndor, vicuña no fueron tomados en cuenta
6. tolerancia al hacinamiento: bisonte, cigüeña y especies migratorias: no!
7. comportamiento jerárquico: pingüino, antílope: demasiado territoriales!
explicación: buscarla del lado de la fauna, más que del lado humano, y en el comportamiento
fuentes: Diamond 1997, 2002, 2012; Wilson 1992; Zeder 2006, 2012
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Por qué tan pocos animales domésticos desde África o el Nuevo Mundo?
10,354,636 km2
44,391,162 km2
24,247,039 km2
30,244,049 km2
17,821,029 km2
7,686,884 km2
extensión territorial: Merriam-Webster 2007
 Eurasia con la mayor masa continental tuvo la mayor probabilidad de proveer estas rarezas
 en África la fauna potencial ha tenido la más larga co-evolución con predadores (Homo incl.)
(>1 millón de años para desarrollar instinto de fuga, comportamiento contrario a domesticación)
 duración de la presencia humana para identificar estas rarezas:
Creciente Fértil: 80,000 años versus 20,000 años en las Américas
 en América: clima Mediterráneo restringido a pocas áreas (Chile, California) con poca fauna;
no pudieron los demás biomas? Grandes planicies (prairie en USA, pampa en Argentina)?!
para leer más: Diamond 1997, 2002
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Factor de aceleración: desde septiembre 1493 en adelante (2do viaje)
fuente: Codex Florentino 1548-1585
Cristoforo Colombo (1451-1506)
muy llamativa la representación del caballo (= movilidad con estatus) y del cerdo (= ‘livestock’)
“trajera cierta cantidad de plantas y no pueda salir sin ellas,
porque será mucha causa para la población y perpetuación de ella”
para leer más: Barber 2012; Bennett & Hoffman 1991; Colombo 1493; Diamond 1997; Hobhouse 2005; Mintz 1991; Musgrave & Musgrave 2000
Situación de las razas de animales domésticos
datos a junio 2014
No. total
razas locales
Falta
información
Sin peligro
Con peligro
extinción
Extintas
Ganado
vacuno
1,408
768
285
171
184
Ganado
porcino
709
396
109
97
107
Pollos
1,729
1,089
212
368
60
fuente: 2do informe mundial estatuto recursos genéticos animales FAO 2016
Criterios
ganado vacuno
ganado porcino
pollos
Con peligro extinción
750* o menos
500 o menos
2,000
Sin peligro
2,500 y más
2,500 y más
10,000 y más
* = número de hembras en edad de reproducción
fuente: Dohner 2001
Los alimentos de origen vegetal
aguacate
maíz
yuca
plátano
fríjol
arroz
foto: Wills et al. 1984
El teosinte, al principio conocido como Euchlaena mexicana Schrad.
foto: Smith 1995
trabajos de: Collins 1921; López & Parra 1908; Lumholtz 1902; Sánchez et al. 2011; Wilkes 1967
teosinte
maíz
Las 5 diferencias entre el teosinte y el maíz
1. Presencia de ramas laterales terminando en panículas produciendo polen;
en el maíz, sólo 2 ramas laterales producen una mazorca
domesticación = modificación de la dominancia apical y re-distribución de fotosíntatos
fuentes: Doebley 1992; Iltis 2000
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Las 5 diferencias entre el teosinte y el maíz (cont.)
2. La espiguilla produce 1 semilla en el teosinte, 2 en el maíz (D)
3. La mazorca tiene 2 hileras de espiguillas en el teosinte, en
sucesión dística (A), mientras que la mazorca tiene 4 hileras
(y más) en el maíz (C,D, B)
4. Las glumas son desarrolladas y duras en el teosinte (E),
mientras que no son desarrolladas ni duras en el maíz
(semillas a la vista; B)
5. Capas de abscisión se desarrollan en el teosinte, no en el maíz
por lo tanto, el eje de la mazorca se rompe en el teosinte (E),
no en el maíz (distribución de la semilla).
ilustración: Doebley 1992
fuentes: Doebley 1992, 2004; Dorweiler & Doebley 1997; Wang et al. 2005
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Diferencias genéticas entre el maíz y su pariente silvestre
papel de Loci para Caracteres Cuantitativos (QTLs)
maíz
teosinte
1. raquis de la mazorca frágil
1L: 28%, 5S: 18%, 2S: 12%, 4C: 10%
2. 4-hileras y más
2S: 42%, 5S: 12%, 9: 10%, 3L: 8%
3. 2da espiguilla fértil
1L: 24%, 3L: 12%, 4S: 6%, 2S: 6%
4. glumas no endurecidas
4S: 42%, 2S: 14%, 3L: 6%, 1L: 6%
5. mazorcas sobre entrenudos cortos
1L: 32%, 3L: 8%, 6S: 8%, 4C: 7%
Efecto pleitrópico de la domesticación!
fuentes: Doebley et al. 1992, 1993; Dorweiler et al. 1993; Wright et al. 2005
Conclusiones principales
78/99 microsatélites
264 individuos entre
teosinte parviglumis
= es la forma ancestral
maíz y teosinte
domesticación única
punto de partida domesticación
= valle Balsas central
fecha de domesticación
= 6-9,000 años a.P.
una migración precoz :
N Mex > SW US> NE US
otra migración (larga):
S Mex > l S Am> Andes
10% du germplasme de mexicana
en los ‘popcorns’ de altura
* = Balsas central
fuente: Matsuoka et al. 2002
Es un fríjol silvestre, aún existente, que dio la planta cultivada que conocemos hoy
foto: Debouck 2012
foto: Debouck 2011
En el fríjol, 2 caracteres separan las formas silvestres de las cultivadas :
1. Pérdida de la dehiscencia de la vaina
presencia de fibras en ambas suturas controlada por un solo gen St
presencia de fibras en las valvas controlada por un solo gen (el mismo St ?)
ambos genes son incluidos en el grupo de ligamientos Pv02
están a 35 cM del 1er QTL que controla la latencia DO
2. Pérdida de la latencia de semillas
presencia de la latencia controlada por 4 QTLs (en los Pv02, Pv03)
forma silvestre
sutura
fríjol grano
fríjol habichuela
foto: Debouck 1997
fuentes: Koinange et al. 1996, Gepts 1999
Lugares y fechas (años a.P.) de domesticación de algunas especies vegetales
Europa meridional: repollo
Asia occidental: trigo, cebada, arveja, lenteja (10,000)
África W: arroz, caupí, mijo (4,000)
Mesoamérica: maíz, fríjol, calabaza, ají (8,000)
Asia oriental: arroz, soya (8,5-5,000)
Asia meridional: arroz, plátano, caña (6-4,000)
África E: sorgo, café (?)
Andes Centrales: papa, fríjol, otros R&T (8,000)
Suramérica: maní, yuca, ají (8,000)
Por qué tan pocos focos?
 todas estas plantas tienen un rango de distribución amplio (e.j. fríjol, ají); no endémicas!
 los arqueólogos no han terminado su trabajo !?
pero si las diferencias iniciales son diminutas en comparación a las silvestres!
 otro patrón cultural de la gente: traer las semillas a casa para sembrarlas y cosecharlas después
 logro fundamental (e.g. fruto no dehiscente) = incentivo para no volver a los silvestres
fuentes: Chacón et al. 2010; Civán et al. 2015; Emshwiller 2006; Larson et al. 2014; Molina et al. 2011; Poets et al. 2015
Harlan 1992; Olsen & Schaal 2006; Pickersgill 2007; Piperno 2012; Sanjur et al. 2002; Sauer 1993
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Hipótesis explicativa:
probabilidad = baja
Del reino vegetal (~ 60 especies/ +248,400 plantas superiores):
1. retorno sobre el trabajo de colecta: orquídeas: semillas minúsculas y raras
2. ratio peso/ volumen/ valor nutricional: semillas  tallos, troncos!
3. facilidad de almacenamiento y transporte: semillas de gramíneas/ leguminosas!
4. origen: climas con larga estación seca (Mediterráneo, Sahel, Mesoamérica)
5. capacidad de invadir el espacio humano: sequoia, roble no se incluyeron
6. tasa de crecimiento rápido: arvenses  árboles y especies perennes
7. biología reproductiva: auto-compatibilidad/ fecundación; dispersión gravedad
8. respuesta a la selección: especie única en un género, las series homologas
explicación: a buscarla más al lado de las plantas que al lado de los humanos!
leer más: Diamond 2012; Hammer & Khoshbakht 2015; Harlan 1992, 1995; Hawkes 1983; Wilson 1992
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Por qué ?
Evolución del número de variedades de manzana en uso comercial
%
100
en Bélgica > 100 en 1905, 6 en 1975, 14 en 1995
7,098
tecnificación del cultivo
mano de obra para cosechar
80
cadena post cosecha
60
conservación en frigoríficos
40
994
20
unos usos desaparecen
250
0
1804
1904
2004
fuente: FAO 1998
diversidad de usos = diversidad de genotipos
Estamos dispuestos a mantener esta diversidad de usos ?
Frente a la extinción de variedades tradicionales, se han establecido algunas colecciones
Cultivos
Instituciones
No. materiales
arroz
IRRI
110,817
trigo
CIMMYT
127,689
maíz
CIMMYT
27,440
cebada
ICARDA
26,856
sorgo
ICRISAT
37,949
mijo
ICRISAT
22,211
CIAT
35,903
ICRISAT
20,267
caupí
IITA
16,629
batata dulce
CIP
8,108
papa
CIP
7,213
forrajes tropicales
CIAT
23,140
forrajes subtropicales
ILRI
18,291
frijoles
garbanzo
fuente: CGIAR 2010
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Algunas conclusiones . . .
 la domesticación animal es un encuentro de comportamientos
 por lo tanto puede ser muy difícil precisar su fecha de inicio y su base genética
 a pesar de muchos intentos va ser muy difícil alargar la lista de animales domésticos
 con sabiduría aún podemos añadir unos peces más (nos quedan los microorganismos!)
 debemos proteger la base genética de los animales domésticos que nos quedan
 la domesticación vegetal es el producto de aguda observación y presión sistemática
 hubo/hay genes que permiten la domesticación de pocas plantas vs. miles de otras?
si esta situación existió/ existe, variación es parte de la variación natural (genes recesivos)
 aunque se sigue intentando tomará mucho tiempo alargar la lista de plantas domésticas
 debemos proteger la base genética de las plantas domésticas que hemos ganado
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Epílogo :
• A lo largo de 4 siglos el paisa repensó su alimentación
• Conservó los cultivos de la chacra precolombina (maíz, fríjol)
por ventajas nutricionales (indirectas) y agronómicas (directas)
• Adoptó y siguió la domesticación de animales del Viejo Mundo
(ganado vacuno, cerdo, pollo)
• Con la aceleración de los intercambios, adoptó nuevos cultivos
(arroz, plátano, café) por ventajas agronómicas (pantanos, laderas)
• Los alimentos dicen quienes somos y para dónde vamos
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La bandeja, sí que es paisa!
!
Muchas gracias por su atención
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foto: Wills et al. 1984