origen, domesticación y diseminación temprana de la papa
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Origen, Domesticación y Diseminación Origen, Domesticación y Diseminación Temprana de la PapaTemprana de la Papa
Mercedes Ames y David Spooner
I CONGRESO NACIONAL DE LA PAPA
Huancayo, Perú – Mayo 22, 2008
Estructura de la presentación:
• Introducción
• Clasificación de las papas cultivadas
• El origen de la papa cultivada
• Domesticación y los caracteres de domesticación
• Diseminación y el origen de la papa “Europea”
• Conclusiones
La papa
Familia Solanaceae
4to cultivo en producción a nivel mundial
Diferentes niveles de ploidia: 2X, 3X, 4X y 5X
Gran diversidad morfológica con una gran variedad de formas y colores de tubérculos
Similitudes morfológicas entre las especies silvestres y cultivadas
Preguntas frecuentes a cerca del origen y domesticación de la papa
Cuáles son los progenitores de la papa cultivada?
Cuántas veces la papa fué domesticada (origenes únicos o múltiples)?
Dónde se domesticó la papa?
Cuantas especies de papa cultivada existen?
Cuál es el origen de la papa “Europea”?
Fuente: The potato treasure of the Andes
“The potato eaters” Vincent Van Gogh 1885
Clasificación de las papas
3 grupos artificiales: - Silvestres (muy diversas)- Cultivadas nativas (Andes y en el sur de Chile)- Cultivadas modernas
La ploidia - caracter taxonómico para la clasificación de las papas cultivadas
Tratado taxonómico más aceptado
S. ajanhuiri (2n=2x=24)
S. chaucha (2n=3x=36)
S. curtilobum (2n=5x=60)
S. juzepczukii (2n=3x=36)
S. phureja (2n=2X=24)
S. goniocalyx (2n=2X=24)
S. stenotomum (2n=2X=24)
S. tuberosum
ssp. tuberosum (2n=4X=48)
ssp. andigenum (2n=4X=48)
Cuántas especies de Cuántas especies de papas cultivadas?papas cultivadas?
Hay solo 4 especies de papas cultivadas S. tuberosum (grupos andigenum y chilotanum), y 3 especies de “papas amargas” (S. ajanhuiri, S. curtilobum, S. juzepczukii)
Hawkes identificó S. leptophyes (miembro del complejo brevicaule) como el progenitor de S. stenotomum, especies designada como la más primitiva de las cultivadas
Especies silvetsres
Especies cultivadas
S. acaule (4X)
S. sparsipilum (2X)
S. leptophyes (2X)
S. megistacrolobum (2X)
S. tuberosum ssp. andigena (4X)
S. stenotomum (2X)
S. ajanhuiri (Yari) (2X)
(Ajawiri)
S. curtilobum (5X)
S. juzepczukii (3X)
S. chaucha (3x)
S. phureja (2X)
Hawkes 1990. The potato: Evolution, Biodiversity and Genetic Resources
El origen de la papa cultivada: principales hipótesis
El origen de la papa cultivada: principales hipótesis
Las papas Chilenas nativas se originaron a partir de especies silvestres tetraploides
Juzepczuk and Bukasov
Salaman
S. tuberosum ssp. tuberosum apareció en Chile a partir de ssp. andigenum de los Andes a través del cruce con una especie silvestre no identificada
Grun
El origen de la papa cultivada fue a través de selección de miembros del complejo Solanum brevicaule seguida de hibridizaciones involucrando cierto número de especies diploides
Hosaka : Las evidencias a partir de ADN plastídico
5 tipos de ADN plastídico: A, C, S, T y W
No especie-específico, presentes en diferente frecuencia
S. stenotomum: todos los tipos pero mas frecuente el tipo S
Diferentes tipos se solapan en: S. stenotomum, S. bukasovii, S. canasense, S. candolleanum, S. multidissectum y S. leptophyes
S. stenotomum: la cultivada más primitiva
Complejo de especies ancestrales
ssp. andigenum: mayormente tipo A
ssp. tuberosum: mayormente tipo T
S. tarijense: Tipo T, posiblemente el progenitor femenino de ssp. tuberosum
W
T
C
A
S
Van Den Berg et al. 1988. Am.Journal of Bot. 85(1):92-109
Ugent fue el primero en reconocer a este grupo como el posible ancestro de la papa cultivada
Endémico a los Andes centrales del Perú, Bolivia y el norte de Argentina
(1) Hojas disectadas pinnadas (2) frutos redondos (3) corolas rotadas – pentagonal (4) compatibles (5) crecen como malezas, en complejos con las papas cultivadas
Solo 3 taxa reconocidos:a) Las poblaciones peruanasb) Las Bolivianas y Argentinasc) S. oplocense (Bolivia y Argentina)
El complejo brevicaule: el ancestro silvestre de la papa cultivada
Una única domesticación para la papa basado en análisis con AFLPs(Spooner et al, 2005 PNAS 102:41)
Resultados concuerdan con definición morfológica del complejo:
- Norte: especies del Perú
- Sur: especies de Bolivia y el norte de Argentina
Muchas especies no se resuelven en el complejo = S. bukasovii
Grupo brevicaule sur
Especies cultivadas
Grupo brevicaule norte
Clado 3
Grupos externos
Domesticación de la papa
Selección para caracteres de la parte aérea de la planta:
Mayor vigor
Selección para caracteres bajo tierra:
Estolones más cortos
Tubérculos más grandes
Tubérculos coloridos y con diversas formas
Reducción del contenido de glicoalcaloides
Los niveles de α-solanina y α-chaconina en especies silvestres (S. bukasovii en particular) es consistente con la ocurrencia de estos compuestos en S. stenotomum y S. tuberosum (chilotanum) (Johns and Alonso, 1989)
Los caracteres de la domesticación en algunas Solanaceae
Carácter Cultivo
Hábito de crecimiento/ arquitectura de la planta/altura
Tomate
Tamaño del fruto Tomate, Berenjena
Morfología del fruto Tomate, Berenjena
Espinas en la planta Berenjena
Al parecer la domesticación en las Solanaceaes es el producto de mutaciones en un limitado número de loci con grandes efectos fenotípicos
From: The potato treasure of the Andes: from Agriculture to Culture
La papa en su casa: América del SurPrimeras papas cultivadas se originaron en los Andes del Perú ~ 8,000 años atrás
Preferencias y selección por los agricultores explicaría la diversidad existente
Factores culturales, preferencias culinarias y la significancia de las variedades nativas en el folklore Andino
www.farhorizon.com/.../peru_inka-ancestors.htm
De los Andes al resto del mundo
http://www.cipotato.org/publications/books/potato_treasure_andes_online/en.wikipedia.org/wiki/Fort_Fairfield,_Maine
Cuál es el origen de la primera papa “Europea”?
Origen y distribución de la papa cultivada
Se distribuyen en 2 regiones :
• Desde el oeste de Venezuela hasta el norte de Argentina “Andinas”
• Desde el centro hasta el sur de Chile en la isla Chiloé y el archipielago Los Chonos “Chilean”
Papas tetraploides
1565 o antes
1587: primer registro de un envio desde Chile a Europa
1587: De España al resto de Europa
1615: La papa es documentada al Norte de la India
La ruta de la papa desde su casa en América del Sur al resto del mundo
1621: Documentada en América del Norte
Aceptación de la papa en Europa: datos historicos
http://www.artesacro.org/conocersevilla/templos/hospitales/sangre/index.html
1567: documentada en las Islas Canarias1573: primer registro escrito de que la papa era usada para consumo en España continental
1640: la papa es documentada como cultivo
1662: la papa se vuelve objeto de importancia, la Sociedad Real recomienda cultivar papas para evitar la hambruna
Hospital de la Sangre o de las Cinco LLagas de Cristo
~1600: establecida en algunas regiones 1749: aún era “exótica”1761: demostraciones de que comer papas no era mortal1771: Parmentier presentó oficialmente las papas
1764: un edicto real fue publicado para estimular el cultivo de la papa1601: cultivada en
Prussia1771-72: la hambruna estimuló el cultivo de la papa
1850:Nicolas I obligó a la gente a cultivar papas
1601: cultivada en algunos jardines1770: no era acepatada en todas partes
La papa y su influencia social en Europa
The potato eaters April, 1885 (www.vggallery.com)
La epidemia del tizón tardío (Phytophtora infestans) empezó en 1845, la cual destruyó los campos de cultivo de papa y llevó a Europa a la hambruna
2 hipótesis:
1. Las papas europeas fueron introducciones de papas nativas chilenas tetraploides (Escuela Rusa)
2. Las papas europeas fueron introducidas de papas nativas andinas y persistieron hasta que el tizón tardío acabara con ellas a partir de 1845, luego del cual fuera reemplazada por papas chilenas (Escuela Británica).
Generalmente aceptada en los últimos 60 años
De dónde proviene la papa Europea?
De los Andes o de Chile?
Qué distingue la papa Andina de la papa Chilena?
They can be distinguish, but with difficulty(1)Factores de esterilidad citoplásmica
(1)Morfología
(1)Las papas chilenas tuberizan
en días largos
(4)Un grupo de marcadores microsatélites
(5)Una deleción de 241-pb en la region intergénica trnV-UAC/ndhC del ADN plastídico
Apoyan el origen Andino y sostienen que
estos rasgos en la papa europea
evolucionaron rápido y en paralelo en las
papas Andinas hacia un tipo chileno a
través de selección luego de haber sido
llevadas a Europa
Hipótesis de origen Andino aceptada en los últimos 60 años
Apoyada en parte por la identidad de variedades antiguas introducidas en la India y en las Islas Canarias como originarias de los Andes
Sin embargo, de acuerdo al análisis usando marcadores microsatélites, las papas de la India resultaron ser de origen chileno, y las de las Islas Canarias eran mezclas de papas andinas y chilenas
De dónde proviene la papa Europea?
De los Andes o de Chile?
• En total 78 especímenes históricos fueron localizados en 15 herbarios en Europa (BM, UPS, S, L, K, MANCH, LY, Z, AAU, LD, G, BAS, OXF, P, B)
• Se obtuvo permiso de muestreo para 64 de ellos colectados entre 1600 y 1910
• Obtuvimos datos para 49 de ellos, no obtuvimos resultados para 15 especímenes
IDC 88.7 (S – ~1700)
Burser-Vol 09-014(UPS – 1600 - 1625)
Thunberg_5244(UPS – antes de 1875)
De dónde proviene la papa Europea? Ames y Spooner, 2008
Andes“ tipo A”
Chile“tipo C”
Fechas Tipos
1700 - 1799 Solo A: 5 registros
1811 Aparece C: 1 registro
1814 - 1850 A: 7 registros
C: 8 registros
1851 - 1910 A: 8 registros
C: 20 registros
Antes del tizón tardío Citoplasma Andino Citoplasma Chileno
De dónde proviene la papa Europea? Ames y Spooner, 2008
ConclusionesConclusiones
• La papa cultivada tiene un origen único
• Sus progenitores son especies silvestres en el complejo Solanum brevicaule
• Se domesticó en los Andes peruanos
• Hay solo 4 especies de papas cultivadas S. tuberosum, y 3 especies de “papas amargas” (S. ajanhuiri, S. curtilobum, S. juzepczukii) producto de hibridizaciones con especies silvetres
• La papa Europea fue introducida primero desde los altos Andes
• Introducciones posteriores fueron desde Chile, alrededor de 1811 la papa chilena empezó a volverse dominante
• USDA
• CIP
• NSF DEB 0316614 a David Spooner titulado"A world-wide treatment of Solanum (http://www.nhm.ac.uk/research-curation/projects/solanaceaesource//)"
• Los siguientes 11 herbarios: AAU, BM, G, K, L, LD, LY, MANCH, S, UPS, y Z
Agradecimientos
Fondazione Slow Food per la Biodiversità
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