Evento global de resfriamento há 4.200 anos, impulsionou a evolução do arroz, espalhado pela Ásia

O arroz é uma das culturas mais importantes do mundo, um alimento básico para mais da metade da população global. Foi cultivado pela primeira vez há 9.000 anos no vale do Yangtze, na China, e depois se espalhou pelo leste, sudeste e sul da Ásia, seguido pelo Oriente Médio, África, Europa e Américas. No processo, o arroz evoluiu e se adaptou a diferentes ambientes , mas pouco se sabe sobre as rotas, o tempo e as forças ambientais envolvidas nessa propagação.

Em seu estudo, os pesquisadores reconstruíram o movimento histórico do arroz pela Ásia usando sequências genômicas inteiras de mais de 1.400 variedades de arroz – incluindo variedades de japonica e indica, duas subespécies principais de arroz asiático – juntamente com geografia, arqueologia e clima histórico. dados.

Nos primeiros 4.000 anos de sua história, o cultivo de arroz ficou em grande parte confinado à China e japonica foi a subespécie cultivada. Então, um evento global de resfriamento há 4.200 anos – também conhecido como o evento 4.2k, que se acredita ter tido conseqüências generalizadas, incluindo o colapso de civilizações da Mesopotâmia à China – coincidiu com o arroz japonica se diversificando em variedades temperadas e tropicais.

As variedades temperadas recém-desenvolvidas se espalham pelo norte da China, Coréia e Japão, enquanto as variedades tropicais se espalham pelo sudeste da Ásia.

"Essa mudança climática abrupta obrigou as plantas, incluindo as culturas, a se adaptar", disse Rafal M. Gutaker, associado de pós-doutorado no Centro de Genômica e Sistemas de Biologia da NYU e principal autor do estudo. "Nossos dados genômicos, bem como a modelagem paleoclima de nossos colaboradores, mostram que o evento de resfriamento ocorreu ao mesmo tempo que o aumento da japonica temperada, que cresce em regiões mais amenas. Esse evento de resfriamento também pode ter levado à migração da agricultura de arroz. comunidades de agricultores no Sudeste Asiático ".

Crédito: CC0 Public Domain

"Essas descobertas foram respaldadas por dados de restos de arroz arqueológico escavados na Ásia, o que também mostrou que, após o evento de 4.2k, o arroz tropical migrou para o sul, enquanto o arroz também se adaptou às latitudes do norte como variedades temperadas", disse Michael D. Purugganan, o Professor Prateado de Biologia da NYU, que liderou o estudo.

Após o evento de resfriamento global, o arroz japonica tropical continuou a diversificar. Chegou a ilhas no sudeste da Ásia há cerca de 2.500 anos, provavelmente devido às extensas redes de comércio e ao movimento de mercadorias e povos na região – uma descoberta também apoiada por dados arqueológicos.

A disseminação do arroz indica foi mais recente e mais complicada; depois de terem se originado no vale do Ganges, na Índia, cerca de 4.000 anos atrás, os pesquisadores rastrearam sua migração da Índia para a China há aproximadamente 2.000 anos.

Embora os pesquisadores pensassem que a chuva e a água seriam o fator ambiental mais limitador da diversidade do arroz, eles descobriram que a temperatura era o fator principal. Suas análises revelaram que o acúmulo de calor e a temperatura estavam fortemente associados às diferenças genômicas entre as variedades de arroz japonica tropical e temperado.

"Este estudo ilustra o valor da pesquisa multidisciplinar. Nossos dados genômicos nos deram um modelo para onde e quando o arroz se espalhou para diferentes partes da Ásia, a arqueologia nos disse quando e onde o arroz apareceu em vários lugares, e a modelagem ambiental e climática nos deu o contexto ecológico ", disse Purugganan. "Juntos, essa abordagem nos permite escrever um primeiro rascunho da história de como o arroz se dispersou pela Ásia".

Compreender a disseminação do arroz e as pressões ambientais relacionadas também pode ajudar os cientistas a desenvolver novas variedades que atendam a desafios ambientais futuros, como mudanças climáticas e secas – o que poderia ajudar a resolver questões de segurança alimentar.

"Armado com o conhecimento do padrão de dispersão do arroz e de fatores ambientais que influenciaram sua migração, podemos examinar as adaptações evolutivas do arroz à medida que ele se espalha para novos ambientes, o que poderia nos permitir identificar características e genes para ajudar nos esforços futuros de criação", afirmou. Gutaker.