Huerto Evolutivo (11): Arroz. Evolución en tres delicias البُستان التطوريّ (11): تطوُّر الأرُّز - القسم الأوّل The evolution of rice - <center> Fénix Traducción فينيق ترجمة Phoenix Translation </center> Fénix Traducción فينيق ترجمة Phoenix Translation : Huerto Evolutivo (11): Arroz. Evolución en tres delicias البُستان التطوريّ (11): تطوُّر الأرُّز - القسم الأوّل The evolution of rice

2017-02-12

Huerto Evolutivo (11): Arroz. Evolución en tres delicias البُستان التطوريّ (11): تطوُّر الأرُّز - القسم الأوّل The evolution of rice

Arroz. Creo que poca gente desconoce este cereal. Ingrediente de embriagadora repostería, manantial de bebidas alcohólicas como el sake o el licor de arroz, principal fuente de hidratos de carbono para millones de personas del continente asiático, indispensable para nuestra gastronomía. El arroz es por derecho propio uno de los cereales más importantes del mundo y además una de las plantas más estudiadas del planeta. De ella podrían escribirse libros, enciclopedias, mas en esta humilde entrada nos limitaremos a escudriñar un poco el origen, la evolución y la domesticación de este blanco tesoro. Bienvenidos a la 11º entlega del huelto evolutivo.
En el «Huerto Evolutivo» hemos conocido la historia de tres de los más importantes cereales del mundo. Cada historia representa una de las delicias que pueden saborearse con el estudio evolutivo de la domesticación. La primera delicia la vimos con el trigo, cuya historia desvela que al compás de la domesticación también puede tener lugar la aparición de nuevas especies vegetales previamente inexistentes en la naturaleza. La segunda delicia la descubrimos con el maíz, cuya historia nos enseñó que ligeros cambios genéticos pueden cambiar completamente la anatomía de una planta. La tercera delicia la vimos con la historia de la cebada, una planta ligeramente distinta a su versión silvestre, pero que permitió ver cómo pudo nacer la agricultura y como la acción de esta actividad modifica lenta pero inexorablemente a las plantas que caen bajo su yugo.
Esta entrada, dedicada a la domesticación del arroz y su historia evolutiva asociada, tendrá la virtud de aunar las tres delicias antes mencionadas; con el arroz veremos el nacimiento de la agricultura en el lejano oriente, veremos como esta actividad seleccionó pequeños cambios genéticos con grandes y pequeñas consecuencias, cuya actuación cambiaron inexorablemente al arroz silvestre hasta el punto de que hoy el arroz cultivado es catalogado como especie distinta. También conoceremos a sus parientes, arroces silvestres cuyo origen son vivos ejemplos de génesis de nuevas especies. Será una entrada con arroz tres delicias, ¡qué aproveche!
.


هذا النوع من الحبوب هو ذائع الصيت.  يجري تحضير الكثير من الأطباق، الحلويات والمشروبات به. الأرزّ، هو مصدر رئيسيّ لهيدرات الكربون لملايين الأشخاص في قارة آسيا، حيث لا يمكن الإستغناء عنه في كل مطابخ العالم اليوم. الأرّز، على وجه الخصوص، من أهم الحبوب في العالم وكذلك يشكّل النبتة الأكثر تعرُّضاً للدراسة. يمكن كتابة الكثير من الكتب عنه، بل موسوعات، وسنحاول في هذا الموضوع المتواضع تسليط الضوء على أصوله، تطوره وتدجينه، من خلال هذا الجزء من سلسلة البستان التطوريّ.

درسنا سابقاً، بسياق هذه السلسلة، تطوُّر القمح، الذرة والشعير وهي ثلاثة أنواع بالغة الأهمية من الحبوب أيضاً.

وفي هذا الموضوع، سنتحدث عن تدجين الأرُّز وعن تاريخه التطوريّ المرافق، بحيث ينضم للمواضيع الثلاثة الماضية، حيث سنرى أن ولادة الزراعة في منطقة الشرق الأقصى، قد ترافقت عملياً مع الأرُّز، سنرى كيف ساهم هذا بانتقاء تغيرات جينية قليلة، ذات تبعات كبرى، كذلك، سنتعرّف على أقاربه من الأرُّز البرّي ونماذجه الحيّة، التي ساهمت بتكوين أنواع جديدة. 
 

لننطلق صوب تطوُّر الأرُّز!


نظراً لطول هذا الموضوع، سأقسمه إلى أربعة عشر قسماً، بحيث تجري تغطية كاملة لعملية تطوُّر الأرز.


القسم الأوّل: الكنز الأبيض - ذو القيمة الأكبر من النقود


بحسب القاموس الآكاديمي الملكي الإسباني، مصطلح الأرز Arroz في الإسبانية و Arròs في الكاتالونيّة موروث من عرب شبه الجزيرة الإيبيرية (إسبانيا + البرتغال). 

بحيث، يعود المُصطلحان الإسباني والكاتلاني إلى العربيّة الفُصحى، التي تعود بدورها إلى المُصطلح اليوناني ὄρυζα

كذلك، سيشكّل هذا المُصطلح اليوناني أصل المُصطلحات في غاليس وألمانيا reis، في ليتوانيا rysai، في صربيا وكرواتيا riza، في بولونيا ryż أو في إيطاليا riso، ومنه أتى إسم أطباق الأرُز الإيطالية الشهيرة risotto، دون نسيان المصطلح الفرنسي ris والإنكليزي rice.

مع ذلك، يعود المُصطلح اليوناني بدوره إلى أصول لغوية قديمة هندية إيرانيّة مثل البشتون vriže أو في الفارسية القديمة brizi. حيث تطورت تلك المصطلحات من السنسكريتية vrihi-s، وهو اسم عُرفَ الأرز به في الهند القديمة، منذ ما يقرب من 4000 عام. حيث ازدهرت زراعة الأرّز في الهند القديمة، وربما، هو الإسم الخاص ببذور الأرز، ونطلقه على النبتة ككل.

تقنية مستخدمة بزراعة الأرز في الهند في الوقت الراهن
 
 
تشكّل زراعة الأرز الأهم في زراعة النباتات راهناً، حيث تغذي هذه النبتة أكثر من 3500 مليون فم، ما يعني 20% من الحريرات المستهلكة عالمياً تقريباً. يتركّز عدد المستهلكين الأكبر في آسيا وأفريقيا. يمكن أن يصل إستهلاك الشخص الواحد من 90 – 100 كغ سنوياً في بلدان أفريقية مثل غينيا بيساو، ساحل العاج، السنغال، سيراليون أو غامبيا. فيما يصل استهلاك الأرز إلى 122 كغ للشخص في مدغشقر. 
 
وللأسف، فإنّ ضعف الإنتاج أو إرتفاع الأسعار في حالة الأرّز، يعني حدوث مجاعة (مراجع 15، 27 و47).
 
يتوقف سعر الأرّز على حجم الإنتاج والطلب. فقد بلغ حجم الإحتياطات العالمية منه العام 2001 حوالي 147 مليون طنّ، فيما انخفض العام 2007 إلى 75 مليون طنّ.

العام 2009، بلغت المساحات المزروعة أرّز حوالي 158 مليون هكتار، أنتجت حوالي 700 مليون طنّ (حوالي 470 مليون طنّ أرّز نظيف جاهز للاستهلاك).
 
 تُنتج آسيا حوالي 90% من الأرّز العالمي، وتأتي الصين على رأس قائمة منتجيه، فيما يُنتَجُ الباقي في أفريقيا وأميركا اللاتينية. يُخصَّصُ 4% من الأرّز للتصدير فقط، فيما يشكل الباقي هدف للإستهلاك المناطقي المحليّ.

تُنتج إسبانيا الأرّز، كذلك، فقد أنتجت العام 2009 حوالي 830000 طنّ بقيمة 275 مليون يورو. تُنتج اندلسيّا 33%، كاتالونيا 20% واكسترامادورا 19.5%؛ فيما تنتج مناطق أخرى مثل مورسيا وغيرها الباقي.

قيمة الأرّز ليست عرضية أو صدفوية، فحبوبه غنيّة طاقيّاً: 

يحتوي على 80% من النشاء، 12% من المياه، 7.5% من البروتين و1.3% ألياف. 
 
كذلك، الأرّز مصدر للمنغنيز، التوتياء، الحديد والفوسفور، وفيه الفيتامينات ب5، ب6، ب3، ب2 وب1. كذلك، يوجد أنواع منه غنيّة بالفيتامين إي والبيكاروتين ومركبات الفيتامين أ الطليعية (مرجع 47).

توجد طرق كثيرة لتحضير الأرز سواء بالطبخ كما في تحضير المشروبات والحلويات وغيرها. فلكل بلد طرقه الخاصة بهذا المجال.
 
 
مراجع الدراسة المُوافقة لكل أرقام المراجع في جميع الأجزاء
 
   1.- Anping, P. 1998. Notes on new advancements and revelations in the agricultural archaeology of early rice domestication in the Dongting Lake region. Antiquity 72 (278): 878-885.
    2.- Ammiraju, J. S. S. et al. 2010. Spatio-temporal patterns of genome evolution in allotetraploid species of the genus Oryza. The Plant Journal 63 (3): 430–442. Artículo de acceso libre.
    3.- Beyer, P. et al. 2002. Golden Rice: Introducing the β-Carotene Biosynthesis Pathway into Rice Endosperm by Genetic Engineering to Defeat Vitamin A Deficiency. The Journal of Nutrition 132 (3) 506S-510S. Artículo de acceso libre.
    4.- Bourgis, F. et al. 2008. Characterization of the major fragance gene from an aromatic japonica rice and analysis of its diversity in Asian cultivated rice. Theoretical and Applied Genetics 117 (3): 353-368. Artículo de acceso libre.
    5.- Bradbury, L. M. T. et al. 2008. Inactivation of an aminoaldehyde dehydrogenase is responsible for fragrance in rice. Plant Molecular Biology 68 (4-5): 439-449. Artículo de acceso libre.
    6.- Brooks, S. A. et al. 2008. A natural mutation in rc reverts white-rice-pericarp to red and results in a new, dominant, wild-type allele: Rc-g. Theoretical and Applied Genetics 117 (4): 575-580.
    7.- Chi Z. 1999. The excavations at Xianrendong and Diaotonghuan, Jiangxi. Bulletin of the Indo-Pacific Prehistory Association 18: 97-100. Artículo de acceso libre en pdf.
    8.- Comai, L. 2005. The advantages and disadvantages of being polyploid. Nature Reviews Genetics 6: 836-846. Artículo disponible aquí en pdf.
    9.- Devos, K. M. 2010. Grass genome organization and evolution. Current Opinion in Plant Biology 13: 139–145.
    10.- Fan, C. et al. 2009. A causal C–A mutation in the second exon of GS3 highly associated with rice grain length and validated as a functional marker. Theoretical and Applied Genetics 118 (3): 465-472. Artículo disponible aquí en pdf.
    11.- Furukwawa,T. et al. 2007. The Rc and Rd genes are involved in proanthocyanidin synthesis in rice pericarp. The Plant Journal 49: 91-102. Artículo de acceso libre.
    12.- Fuller, D. Q. et al. 2007. Presumed domestication? Evidence for wild rice cultivation and domestication in the fifth millennium BC of the Lower Yangtze region. Antiquity 81 (312): 316-331. Artículo disponible aquí en pdf.
    13.- Fuller, D. Q. et al. 2009. The Domestication Process and Domestication Rate in Rice: Spikelet Bases from the Lower Yangtze. Science 323 (5921): 1607-1610. Artículo también disponible aquí, acá y acuyá en pdf.
    14. Fuller, D. Q. et al. 2011. The contribution of rice agriculture and livestock pastoralism to prehistoric methane levels: An archaeological assessment. The Holocene 21(5) 743–759. Artículo disponible aquí en pdf.
    15.- Garris, A. J. et al. 2005. Genetic Structure and Diversity in Oryza sativa L. Genetics 169: 1631–1638. Artículo de acceso libre.
    16.- Ge, S. et al. 1999. Phylogeny of rice genomes with emphasis on origins of allotetraploid species. PNAS 96 (25): 14400-14405. Artículo de acceso libre.
    17.- Goff, S. A. et al. 2002. A Draft Sequence of the Rice Genome (Oryza sativa L. ssp. japonica). Science 296 (5565): 92-100. Artículo disponible aquí en pdf.
    18.- Golestan Hashemi, F. S. et al. 2013. Biochemical, Genetic and Molecular Advances of Fragrance Characteristics in Rice. Critical Reviews in Plant Sciences 32 (6): 445-457.
    19.- Grillo, M. A. 2009. Genetic architecture for the adaptive origin of annual wild rice, Oryza nivara. Evolution 63 (4): 870-883.
    20.- Guyot, R. & Keller, B. 2004. Ancestral genome duplication in rice. Genome 47 (3): 610-614. Artículo disponible aquí en pdf.
    21.- He, Z. et al. 2011. Two Evolutionary Histories in the Genome of Rice: the Roles of Domestication Genes. PLoS Genetics 7(6): e1002100 Artículo de acceso libre.
    22.- Hirano, H.-Y. et al. 1998. A Single Base Change Altered the Regulation of the Waxy Gene at the Posttranscriptional Level During the Domestication of Rice. Molecular Biology and Evolution 15 (8): 978-987. Artículo de acceso libre.
    23.- Huang, R. et al. 2012. Genetic bases of rice grain shape: so many genes, so little known. Trends in Plant Science 18 (4): 218-226. Artículo aquí en pdf.
    24.- Innes, J. B. et al. 2009. Environmental history, palaeoecology and human activity at the early Neolithic forager/cultivator site at Kuahuqiao, Hangzhou, eastern China. Quaternary Science Reviews 28 (23–24): 2277–2294. Artículo disponible aquí en pdf.
    25.- Jin, J. et al. 2008. Genetic control of rice plant architecture under domestication. Nature Genetics 40: 1365 – 1369.
    26.- Kanzaki, H. et al. 2012. Arms race co-evolution of Magnaporthe oryzae AVR-Pik and rice Pik genes driven by their physical interactions. The Plant Journal 72 (6): 894-907.
    27.- Khush, G. S. 1997. Origin, dispersal, cultivation and variation of rice. Plant Molecular Biology 35: 25-34. Artículo disponible aquí en pdf.
    28.- Konishi, S. et al. 2006. An SNP Caused Loss of Seed Shattering During Rice Domestication. Science 312 (5778): 1392-1396. Artículo disponible aquí en pdf.
    29.- Kovach, M.J. et al. 2009. The origin and evolution of fragrance in rice (Oryza sativa L.). PNAS 106 (34): 14444-14449. Artículo de acceso libre.
    30.- Jiang, L. & Liu, L. 2006. New evidence for the origins of sedentism and rice domestication in the Lower Yangzi River, China. Antiquity 80 8308): 355-361. Artículo de acceso libre.
    31.- Li, C. et al. 2006. Rice Domestication by Reducing Shattering. Science 311 (5769): 1936-1939. Artículo disponible aquí o acá en pdf.
    32.- Li, M. et al. 2010. Paleosalinity in the Tianluoshan site and the correlation between the Hemudu culture and its environmental background. Journal of Geographical Science 20 (3): 441-454.
    33.- Li, Y. et al. 2011. Natural variation in GS5 plays an important role in regulating grain size and yield in rice. Nature Genetics 43: 1266–1269. Artículo disponible aquí en pdf.
    34.- Lin, D.-G. et al. 2014. A proteomic study of rice cultivar TNG67 and its high aroma mutant SA0420. Plant Science 214: 20–28.
    35.- Liu, L. et al. 2007. Evidence for the early beginning (c. 9000 cal. BP) of rice domestication in China: a response. The Holocene 17 (8): 1059–1068. Artículo disponible aquí en pdf.
    36.- Londo, J. P. et al. 2006. Phylogeography of Asian wild rice, Oryza rufipogon, reveals multiple independent domestications of cultivated rice, Oryza sativa. PNAS 103 (25): 9578-9583. Artículo de acceso libre.
    37.- Mao, H. et al. 2010. Linking differential domain functions of the GS3 protein to natural variation of grain size in rice. PNAS 107 (45): 19579-19584. Artículo de acceso libre.
    38.- MAAM. 2013. El arroz. Ministerio de Agricultura y Medio Ambiente. Documento de acceso libre.
    39.- Molina, J. et al. 2011. Molecular evidence for a single evolutionary origin of domesticated rice. PNAS 108 (20):8351-8356. Artículo de acceso libre.
    40.- Morishima, H. 2008. Evolution and domestication of rice. Rice Genetics IV: 63-77. Artículo disponible aquí en pdf.
    41.- Nakamura S-i. 2010. The origin of rice cultivation in the Lower Yangtze Region, China. Archaeological and Anthropological Sciences 2 (2): 107-113.
    42.- Olsen, K. M. et al. 2006. Selection Under Domestication: Evidence for a Sweep in the Rice Waxy Genomic Region. Genetics 173: 975–983. Artículo de acceso libre.
    43.- Paine, J. A. et al. 2005. Improving the nutritional value of Golden Rice through increased pro-vitamin A content. Nature Biotechnology 23: 482 – 487. Artículo disponible aquí y acá en pdf.
    44.- Pinxian, W. & Xiangjun, S. 1994. Last glacial maximum in China: comparison between land and sea. Catena 23 (3-4): 341-353.
    45.- Purugganan, D. M. 2010. The evolution of rice: molecular vignettes on its origins and spread. Archaeological and Anthropological Sciences 2 (2): 61-68.
    46.- Rakshit, S. et al. 2007. Large-scale DNA polymorphism study of Oryza sativa and O. rufipogon reveals the origin and divergence of Asian rice. Theoretical and Applied Genetics 114 (4): 731-743. Artículo disponible aquí en pdf.
    47.- Seck, P. A. et al. 2012. Crops that feed the world 7: Rice. Food Security 4 (1): 7-24
    48.- Sémon, M. & Wolfe, K. H. 2007. Consequences of genome duplication. Current Opinion in Genetics & Development 17: 505–512. Artículo disponible aquí en pdf.
    49.- Shomura, A. et. al. 2008. Deletion in a gene associated with grain size increased yields during rice domestication. Nature Genetics 40 (8): 1023-1028. Artículo disponible aquí y acá en pdf.
    50.- Shu, J. et al. 2010. Early Neolithic vegetation history, fire regime and human activity at Kuahuqiao, Lower Yangtze River, East China: New and improved insight. Quaternary International 227 (1): 10-21.
    51.- Sweeney, M. & McCough, S. 2007. The Complex History of the Domestication of Rice. Annals of Botany 100: 951-957. Artículo de acceso libre.
    52.- Sweeney, M. T. et al. 2006. Caught Red-Handed: Rc Encodes a Basic Helix-Loop-Helix Protein Conditioning Red Pericarp in Rice. The Plant Cell 18 (2): 283-294. Artículo de acceso libre.
    53.- Sweeney, M. T. et al. 2007. Global Dissemination of a Single Mutation Conferring White Pericarp in Rice. PLoS Genet 3(8): e133. Artículo de acceso libre.
    54.- Takano-Kai, N. et al. 2009. Evolutionary History of GS3, a Gene Conferring Grain Length in Rice. Genetics 182: 1323–1334. Artículo de acceso libre.
    55.- Tan, L. et al. 2008. Control of a key transition from prostrate to erect growth in rice domestication. Nature Genetics 40: 1360 – 1364. Artículo disponible aquí y acá en pdf.
    56.- Türe, C. & Böcük, H. 2007. An investigation on the diversity, distribution and conservation of Poaceae species growing naturally in Eskişehir province (central Anatolia–Turkey). Pakistan Journal of Botany 39 (4): 1055-1070. Artículo de acceso libre.
    57.- USDA. 2013. Grain: World Markets and Trade, 09.12.2013. United Estates Department of Agriculture, Foreign Agricultural Service. Documento disponible aquí en pdf.
    58.- Vaughan, D. A. et al. 2008. The evolving story of rice evolution. Plant Science 174: 394-408. Artículo disponible aquí en pdf.
    59.- Wang, B. et al. 2009. Polyploid evolution in Oryza officinalis complex of the genus Oryza. BMC Evolutionary Biology 9: 250. DOI: 10.1186/1471-2148-9-250 Artículo de acceso libre
    60.- Wang, E. et al. 2008. Control of rice grain-filling and yield by a gene with a potential signature of domestication. Nature Genetics 40: 1370 – 1374. Artículo disponible aquí en pdf.
    61.- Wang, E. et al. 2010. Duplication and independent selection of cell-wall invertase genes GIF1 and OsCIN1 during rice evolution and domestication. BMC Evolutionary Biology 10 (108). Artículo de acceso libre.
    62.- Wang, X. et al. 2005. Duplication and DNA segmental loss in the rice genome: implications for diploidization. New Phytologist 165 (3): 937–946. Artículo de acceso libre.
    63.- Watve, A. 2011. Oryza rufipogon. De: IUCN 2013. IUCN Red List of Threatened Species. Versión 2013.1. Artículo de acceso libre.
    64.- Wu X , et al. 2012. Early Pottery at 20,000 Years Ago in Xianrendong Cave, China. Science 336 (6089): 1696-1700. Artículo disponible aquí en pdf.
    65.- Yamanaka, S. et al. 2004. Identification of SNPs in the waxy gene among glutinous rice cultivars and their evolutionary significance during the domestication process of rice. Theoretical and Applied Genetics 108 (7): 1200-1204. Artículo disponible aquí en pdf.
    66.- Yu, J. et al. 2002. A Draft Sequence of the Rice Genome (Oryza sativa L. ssp. indica).  Science 296 (5565): 79-92. Artículo disponible aquí en pdf.
    67.- Zhai, C. et al. 2011. The isolation and characterization of Pik, a rice blast resistance gene which emerged after rice domestication. New Phytologist 189 (1): 321–334. Artículo de acceso libre.
    68.- Zhang, L.-B. et al. 2009. Selection on grain shattering genes and rates of rice domestication. New Phytologist 184: 708–720. Artículo de acceso libre.
    69.- Zhu, Q. et al. 2007. Multilocus Analysis of Nucleotide Variation of Oryza sativa and Its Wild Relatives: Severe Bottleneck during Domestication of Rice. Molecular Biology and Evolution 24 (3): 875-888. Artículo de acceso libre.
    70.- Zong, Y. et al. 2007. Fire and flood management of coastal swamp enabled first rice paddy cultivation in east China. Nature 449: 459-462. Artículo disponible aquí en pdf.
 
 
 
 
قد يهمكم الإطلاع على مواضيع ذات صلة
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

ليست هناك تعليقات: