Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
 A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | +
Maïs

Introduction

Maïs
 Zea mays
Classification classique
Règne Plantae
Sous-règne Tracheobionta
Division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la réciproque de la fonction "multiplication par ce...) Magnoliophyta
Classe Liliopsida
Sous-classe Commelinidae
Ordre Cyperales
Famille Poaceae
Sous-famille Panicoideae
Tribu Maydeae
Genre Zea
Espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il existe une multitude...) Zea mays
Sous-espèce
Zea mays subsp. mays
L., 1753
Classification phylogénétique
Ordre Poales
Famille Poaceae

Le maïs (aussi appelé blé d’Inde au Canada) est une plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des Eucaryotes. Elles sont, avec les autres végétaux...) tropicale herbacée annuelle de la famille des Poacées, largement cultivée comme céréale pour ses grains riches en amidon (L'amidon (du latin amylum, non moulu) est un glucide complexe (polyoside) composé de chaînes de molécules de D-Glucose. Il s'agit d'une molécule de réserve énergétique...), mais aussi comme plante fourragère. Le terme désigne aussi le grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève soudainement et qui est généralement accompagné de précipitations. Il se produit généralement au passage d'une ligne d'orages. Voir aussi :...) de maïs lui-même, de la taille d’un petit pois (Le pois (Pisum sativum L.) est une espèce de plante annuelle de la famille des légumineuses (Fabacées), largement cultivée pour ses graines, consommées comme...).

Cette espèce, originaire d’Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et...) centrale, d’Amérique du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) et d'Amérique du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), constituait la base de l’alimentation des Amérindiens avant l'arrivée en Amérique de Christophe Colomb. La plante fut divinisée dans les anciennes civilisations d’Amérique centrale et méridionale et était connue chez les tribus d’Amérique du Nord comme l’une des trois sœurs. Introduite en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme une des sous-parties...) au XVIe siècle, elle est aujourd’hui cultivée mondialement et est devenue la première céréale mondiale devant le riz (Le riz est une céréale de la famille des Poacées ou Graminées, cultivée dans les régions tropicales, subtropicales et tempérées chaudes pour son...) et le blé. Avec l’avènement des semences hybrides dans la première moitié du XXe siècle, puis des semences transgéniques tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) récemment, le maïs est le symbole de l’agriculture intensive (L'agriculture intensive est un système de production agricole caractérisé par l'usage important d'intrants, et cherchant à maximiser la production par rapport aux facteurs de production, qu'il s'agisse de la main...).

Son nom vernaculaire le plus commun est maïs. Ce terme vient de l’espagnol maíz, emprunté lui-même à la langue des Taínos de Haïti qui le cultivaient. De nombreux autres noms vernaculaires ont été appliqués à cette céréale, notamment blé indien, blé de Turquie et blé de Barbarie. Désuets pour la plupart, ces noms témoignent de la confusion qui a longtemps régné en Europe sur l’origine de la plante.

  • Nom scientifique : Zea mays de la famille des poacées, les graminées.
  • Synonymes : maïs sucré : maïs doux, blé de Barbarie, blé de Guinée, blé de Turquie, froment des Indes ; maïs éclaté : maïs fulminant, maïs perlé, pop-corn…
  • Maïs sucré : anglais : sugar corn, sugar maiza, sweet corn, allemand : Zuckermais, Süßmais, Welsch Korn, espagnol : maiz dulce, italien : grano turco, mais dolce, néerlandais : maïs, turksche tarwe
  • Maïs éclaté : anglais : pop corn, allemand : Puffmais, Perlmais, espagnol : maiz reventón, maiz palomero, italien : mais ibrido, néerlandais : pofmais

Aspects botaniques

Description

Le maïs est une plante herbacée (Une plante herbacée a au moins une de ces caractéristiques : fleur, feuille, rameau ou écaille verticullée, feuille réduite a des collerettes et placée les une au dessus des autre et sporanges groupés au sommet de la tige, une tige...) annuelle, de taille variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un...) (de 40 cm jusqu’à 5 m, généralement entre un et trois mètres pour les variétés couramment cultivées).

Inflorescence (L'inflorescence est la disposition des fleurs sur la tige d’une plante à fleur. Cette disposition est souvent caractéristique d’une famille, par exemple le spadice des Aracées, et lui a parfois donné son nom : les Apiacée...) femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le cadre d'une reproduction anisogamique.)
Plantules de maïs émergeant du sol
Inflorescence mâle
Coupe transversale d’un épi

La tige (La tige est chez les plantes à fleurs, l'axe, généralement aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. La tige se ramifie généralement en branches et rameaux formant l'appareil caulinaire.) unique et de gros diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère.) est pleine, lignifiée et formée de plusieurs entrenœuds d’une vingtaine de centimètres séparés par autant de nœuds. Au niveau de chaque nœud est insérée une feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au niveau des nœuds....) alternativement d’un côté et de l’autre de la tige. Les feuilles, typiques des graminées, mais de grande taille (jusqu’à 10 cm de large et un mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par...) de long), ont une gaine enserrant la tige et un limbe allongé en forme de ruban à nervures parallèles. À la base du limbe se trouve la ligule (Par exemple, chez la Marguerite, Leucanthemum vulgare, les fleurs périphériques blanches sont ligulées alors que les centrales tubulées sont jaunes...) qui a quelques millimètres de haut. Contrairement aux autres graminées, le pied de maïs ne talle pas, toutefois on voit parfois des tiges secondaires, de taille limitée, à la base de la tige principale.

Le système racinaire comprend un très grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de racines adventives qui naissent sur les nœuds situés à la base de la tige, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement....) des couronnes successives, tant sur les nœuds enterrés que sur les premiers nœuds aériens, dans une zone où les entrenœuds sont très courts. Ces racines forment un système fasciculé qui peut atteindre une profondeur supérieure à un mètre.

Les fleurs, autre caractéristique qui distingue le maïs des autres graminées, sont unisexuées et regroupées en inflorescences mâles et femelles composées d’épillets de deux fleurs.

Les fleurs femelles sont groupées en épis insérés à l’aisselle des feuilles médianes (les plus grandes). L’axe de l’épi, appelé rafle, porte 10 à 20 rangées de fleurs femelles. Une seule fleur (La fleur est constituée par l’ensemble des organes de la reproduction et des enveloppes qui les entourent chez les angiospermes (aussi appelées...) par épillet (En botanique, l'épillet (ou «voyageurs», ou «espigaou» ou «spigaou» dans le sud de la France) est l'inflorescence élémentaire caractéristique de la famille des Poacées (graminées) et de la famille voisine des Cypéracées. C'est un petit épi,...) est fertile. Il est entouré de feuilles modifiées, les spathes, desséchées à maturité. À l’extrémité supérieure, les spathes laissent dépasser les stigmates filiformes ou soies. Un épi peut contenir environ 500 grains à maturité, parfois mille. Un pied donne naissance à trois ou quatre épis, mais un seul atteint généralement un développement complet.

Les fleurs mâles sont groupées dans une panicule terminale qui apparaît après la dernière feuille. Cette panicule est constituée d’épillets regroupant chacun deux fleurs à trois étamines.

Le grain de maïs est en fait un caryopse, formé de trois parties d’origines différentes :

  • l’embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l’œuf ou zygote...), couramment appelé « germe », situé à la base du grain qui comprend l’embryon proprement dit ou « gemmule » et le scutellum, c’est-à-dire le cotylédon, organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est...) de réserve dans lequel la plantule puise son énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) initiale ; l’embryon est issu de l’œuf formé à la suite de la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion s'effectue...) du noyau d’un spermatozoïde (Un spermatozoïde est une cellule haploïde sexuelle (ou gamète) produite par l'appareil reproducteur mâle de l'espèce. Les spermatozoïdes ont été décrits pour la première...) et de l’oosphère ;
  • l’albumen, tissu de réserve, essentiellement composé de grains d’amidon, sauf la couche périphérique située sous le péricarpe (Le péricarpe est la paroi du fruit. Il est issu de la transformation après la fécondation de la paroi de l’ovaire du pistil.) qui contient des grains d’aleurone riches en protéines ; ce tissu est issu de la fusion du noyau d’un spermatozoïde et des deux noyaux de la cellule centrale (c’est donc un tissu à 3n chromosomes) ;
  • l’enveloppe extérieure, fine membrane translucide et fibreuse, issue du péricarpe de l’ovaire (donc en réalité une partie du fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur...) et non pas de la graine).

L’amidon de l’albumen se présente sous deux formes : l’amylose, polymère linéaire du glucose, et l’amylopectine, polymère formant une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite...) ramifiée. Selon le mode d’assemblage de ces molécules, il se forme de l’amidon farineux, à structure friable, situé plutôt au centre, ou de l’amidon corné, ou vitreux, à structure dense et compacte, situé en périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.) et qui contribue à maintenir la forme extérieure du grain. La proportion variable de ces deux formes d’amidon permet de distinguer diverses races. C’est l’amidon corné qui donne sa couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) au grain de maïs, généralement jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :), mais aussi blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne parfois :...), rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), noir, alors que l’amidon farineux est toujours blanc.

Physiologie et développement

Germination et levée

La germination, déclenchée par l’imbibition du grain se traduit par une mobilisation des réserves du scutellum puis de l’albumen et par le développement de la radicule puis des racines séminales secondaires qui apparaissent au niveau du nœud scutellaire. À l’autre extrémité de l’embryon, la gemmule se développe sous forme du coléoptile qui pousse (Pousse est le nom donné à une course automobile illégale à la Réunion.) vers le haut et forme un plateau de tallage. À ce niveau se forment une première série de racines adventives, et parfois des tiges secondaires,, puis le coléoptile perce le sol et s’ouvre en libérant les premières feuilles. À partir de ce stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un...), le jeune plant de maïs devient progressivement autotrophe.

Phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) végétative

Cependant, le système racinaire du maïs est caractérisé par des racines traçantes (dites racines de surface), qui prélèvent l’eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et les nutriments nécessaires à la plante dans les couches les plus superficielles du sol. Ce déséquilibre dans l’exploitation des ressources du sol fait que la plante est très exigeante en eau, ce qui peut poser problème en cas de faible disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on obtient en divisant la durée durant laquelle ledit équipement ou...) de celle-ci.

Dans les zones tempérées de l’hémisphère nord, le maïs est semé en avril - mai et fleurit en juillet - août. Les grains atteignent la maturité en octobre - novembre. La récolte (La Récolte (Countrycide) est le sixième épisode de la série anglaise de science fiction Torchwood.) a lieu lorsque les épis ont perdu leur couleur verte. La plante entière peut également être récoltée et ensilée avant la maturité du grain (septembre).

Résistance naturelle

Les jeunes plants de maïs accumulent une substance particulière, l’acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) hydroxamique (2.4-dihydroxy-7-méthoxy-2H- 1.4-benzoxazine-2(4H)-un ou DIMBOA) qui crée une résistance naturelle contre toute une série d’ennemis de la plante : insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement (association loi de 1901), elle...), champignons et bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les bactéries...) pathogènes. On trouve cette substance, le DIMBOA, également chez les espèces apparentées, notamment le blé. Le DIMBOA confère aux jeunes plants de maïs une résistance relative à la pyrale (famille des Crambidae). Toutefois, cette résistance décline rapidement dès que la plante a dépassé le stade six feuilles.

Lorsque le maïs est attaqué par des larves phytophages comme la chenille de la pyrale, il émet des molécules volatiles qui attirent des insectes parasitoïdes prédateurs du ravageur, tels les trichogrammes.

Phase reproductive

Photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis, composition) est le processus bioénergétique qui...) et rendement potentiel

Le maïs, ainsi que d’autres graminées tropicales (comme la canne à sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes,...) ou le sorgho par exemple), fait partie des plantes dites « en C4 ». Ces plantes réalisent leur photosynthèse d’une façon plus efficace que ne le font les autres plantes (dites « en C3»). Selon diverses études le rendement de la photosynthèse (c’est-à-dire de la transformation de l’énergie lumineuse en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide,...) organique) chez le maïs est de l’ordre de 5 à 6 % dans les meilleures conditions expérimementales. Le rendement pratique dépend des conditions climatiques, ensoleillement et température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) (en supposant que la nutrition (La nutrition (du latin nutrire : nourrir) désigne les processus par lesquels un être vivant transforme des aliments pour assurer son fonctionnement. La nutrition est...) de la plante - eau, azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique diazote N2,...), etc. - ne soit pas contrainte), et de l’indice foliaire. Cet indice qui correspond au rapport de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) des feuilles à celle du sol traduit la capacité de la plante d’intercepter le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) lumineux et peut atteindre couramment cinq ou six dans le Sud-Ouest (Le sud-ouest est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et ouest. Le sud-ouest est opposé au nord-est.) de la France, voire dix à douze. En conséquence, le maïs est capable d’accumuler 600 kg de matière sèche par hectare et par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le...), ce qui correspond à un rendement en grains de 200 quintaux. Le record réellement connu a été établi dans une ferme de l’Illinois (États-Unis) avec 235 q/ha.

Classification

Le nom scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) de l’espèce est Zea mays subsp. mays. Le nom binomial lui a été attribué par Linné en 1753 qui créa un nouveau genre pour cette plante très différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la...) des autres graminées connues à l’époque. Le nom générique, Zea, vient d’un nom grec, zeia, qui désignait dans l’Antiquité une sorte de blé, probablement l’épeautre.

Elle appartient à la famille des Poaceae et à la sous-famille des Panicoideae (comme le sorgho et la canne à sucre et à la différence des autres grandes céréales, blé, riz, orge, seigle, etc., qui relèvent de la sous-famille des Pooideae).

La classification actuelle de l’espèce et des espèces voisines résulte des travaux de Doebley et Iltis publiés en 1980. Elles sont regroupées dans la tribu des Maydeae (parfois regroupée dans la tribu des Andropogoneae) qui se distingue par la monoécie, c’est-à-dire que bien que les plantes soient bisexuées, les sexes sont séparés dans des fleurs et souvent dans des inflorescences distinctes. On y trouve sept genres :

  • cinq originaires de l’Ancien monde : Coix, Chionachne, Polytoca, Sclerachne et Trilobachne ;
  • deux d’origine américaine :
    • Zea qui se distingue par ses inflorescences mâles et femelles séparées ; il est subdivisé en deux sections :
      • la section Zea qui ne comprend qu’une espèce : Zea mays, elle-même subdivisée en quatre sous-espèces, le maïs et trois téosintes annuelles :
        • Zea mays subsp. mays (L.) Iltis, le maïs proprement dit,
        • Zea mays subsp. mexicana (Schrader) Iltis,
        • Zea mays subsp. parviglumis Iltis & Doebley,
        • Zea mays subsp. huehuetenangensis (Iltis & Doebley) Doebley, parfois considérée comme une variété de la précédente.
      • la section luxuriantes qui comprend quatre espèces de téosintes :
        • Zea diploperennis Iltis , Doebley & R.Guzman, qui s’hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces...) facilement avec le maïs,
        • Zea luxurians (Durieu) R.M.Bird,
        • Zea nicaraguensis Iltis & B.F.Benz,
        • Zea perennis (Hitchc.) Reeves & Mangelsdorf,
    • Tripsacum, genre très proche qui comprend dix-sept espèces, dont certaines sont capables de produire des hybrides avec le maïs, réparties en deux sections, Fasciculata avec cinq espèces et Tripsacum avec douze espèces, toutes vivaces.

La subdivision de l’espèce Zea mays en sous-espèces est sujette à débat (Un débat est une discussion (constructive) sur un sujet, précis ou de fond, annoncé à l'avance, à laquelle prennent part des individus ayant des avis, idées, réflexions ou opinions divergentes pour le sujet...), certains auteurs classant les téosintes annuelles en six races : Nobogame, Central Plateau, Durango, Chalco, Balsas et Huehuetenango, au lieu de trois sous-espèces.

Toutes les espèces et sous-espèces du genre Zea ont le même nombre de chromosomes (2n=20) sauf Zea perennis qui est tétraploïde (2n=40).

Génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité...)

Épis nus de maïs doux
Maïs perlé

D’innombrables formes du maïs sont cultivées. Au XIXe siècle un botaniste américain, Sturtevant, établit une classification en groupes, fondée principalement sur les caractéristiques du grain :

  1. Zea mays saccharata, maïs doux,
  2. Zea mays cerotina, maïs cireux,
  3. Zea mays amylacea, maïs farineux,
  4. Zea mays indentata, maïs denté,
  5. Zea mays indurata, maïs corné,
  6. Zea mays everta, maïs perlé,
  7. Zea mays tunicata, maïs vêtu.

Ce système, considéré comme artificiel, a été remplacé au cours des soixante dernières années par des classifications multicritères faisant appel à beaucoup d’autres données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.). Les données agronomiques ont été complétées par des caractéristiques botaniques pour constituer une robuste classification initiale, puis des données génétiques, cytologiques, et d’autres liées aux protéines et à l’ADN, ont été ajoutées. On a désormais diverses catégories : formes (peu employées), races, complexes raciaux et plus récemment branches.

Robert Bird et Major Goodman, en 1977, reconnaissent 14 complexes raciaux, combinant caractères morphologiques et données statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle comprend la collecte, l'analyse, l'interprétation de données ainsi que la présentation de ces...), identifiés à partir de 20 000 populations de maïs américain :

  1. Maïs coniques
  2. Maïs dentés des Caraïbes,
  3. Pop-corn du Sud,
  4. Maïs sucrés du Nord de l’Amérique du Sud,
  5. Maïs farineux des Terres basses,
  6. Groupe Chapalote,
  7. Groupe du Nord-Ouest (Le nord-ouest est la direction entre les points cardinaux nord et ouest. Le nord-ouest est opposé au sud-est.) de l’Amérique du Sud,
  8. Groupe du Sud de l’Amérique du Sud,
  9. Maïs cornés du Sud des Andes,
  10. Complexe des Andes centrale,
  11. Maïs dentés blancs modernes du Sud,
  12. Groupe Cuzco,
  13. Groupe Hamahuaco,
  14. Groupe Cravos.

Le maïs possède dix paires de chromosomes (n = 20). La longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de...) combinée des chromosomes est de 1 500 centiMorgan. Certains chromosomes du maïs présentent des « renflements hétérochromatiniens » : domaines hétérochromatiques hautement répétitifs qui se teintent en sombre. Ces renflements sont polymorphiques aussi bien dans les souches de maïs que de téosinte. Barbara McClintock utilisa ces renflements comme marqueurs pour démontrer sa théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) des transposons qui lui valut le prix Nobel de physiologie ou médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et cherchant...) en 1983. Le maïs reste encore aujourd’hui un important organisme modèle pour la génétique et la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres...) du développement.

Il existe aux États-Unis un conservatoire de maïs mutants, le Maize Genetics Cooperation - Stock Center, créé par le service de recherches agricoles du ministère américain de l’agriculture et situé dans le département des sciences agronomiques de l’université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de l'Illinois à Urbana-Champaign. La collection comprend au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". ...) près de 80 000 échantillons. L’essentiel de la collection consiste en plusieurs centaines de gènes identifiés, plus des combinaisons de gênes (Gênes (Genova en italien, Zena en ligurien) est une ville italienne, capitale de la Ligurie, deuxième port de la Méditerranée derrière Marseille. Elle compte 615 686...) supplémentaires et d’autres variations héréditaires. Il y a environ 1 000 aberrations chromosomiques (par exemple translocations et inversions) et des cas de nombres anormaux de chromosomes (par exemple tétraploïdes). Les données génétiques décrivant la collection de maïs mutants ainsi que de nombreuses autres données sur la génétique du maïs peuvent être consultées (en anglais) à l’adresse (Les adresses forment une notion importante en communication, elles permettent à une entité de s'adresser à une autre parmi un ensemble d'entités. Pour qu'il n'y ait pas d'ambiguïté, chaque adresse doit correspondre à une unique...) MaizeGDB, la base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un...) de la génétique et de la génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du génome, et non plus limitée à celle d'un seul gène. ...) du maïs.

En 2005, aux États-Unis, la Fondation nationale des sciences (NSF), le ministère de l’Agriculture et le ministère de l’Énergie ont créé un consortium pour séquencer le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le...) du maïs. Le séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides aminés d'une protéine, les nucléotides d'un acide...) qui résultera de ces recherches sera immédiatement déposé dans la GenBank (banque de gènes), institution publique chargé de conserver les données de séquençage du génome. Le séquençage du génome du maïs a été considéré comme difficile à cause de sa grande taille et des arrangements génétiques complexes. Le génome compte 50 000 à 60 000 gènes répartis parmi les 2,5 milliards de bases (molécules qui forment l’ADN) constituant ses dix chromosomes (à titre de comparaison, le génome humain contient environ 2,9 milliards de bases pour 20 000 à 25 000 gènes).

Des recherches en cours au Centre international d'amélioration du maïs et du blé (Cimmyt), en collaboration avec l’IRD, visent à créer un maïs apomictique par hybridation avec une graminée sauvage apparentée, Tripsacum dactyloides. Ce maïs modifié permettrait de produire des graines sans fécondation (La fécondation, pour les êtres vivants organisés, est le stade de la reproduction sexuée consistant en une fusion des gamètes mâle et femelle en une cellule unique nommée zygote. Elle a...), facilitant ainsi la production de semences performantes.

Origine et distribution

Téosintes dans le jardin ethnobotanique d’Oaxaca

L’origine botanique (La botanique est la science consacrée à l'étude des végétaux (du grec βοτάνιϰή; féminin du mot...) du maïs, plante qui n’existe pas à l’état sauvage sous sa forme actuelle, a longtemps été sujette à controverses.

De nombreuses théories ont été avancées pour expliquer l’origine du maïs dans la Mésoamérique, mais deux écoles continuent de s’affronter :

  1. celle du maïs sauvage, qui existait avant l’arrivée de l’homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...), qui est soutenue par Mangelsdorf ;
  2. celle de la téosinte ancêtre du maïs, soutenue par Beadle.

Cependant, un très grand nombre de preuves issues de la biologie moléculaire accréditent aujourd’hui la théorie selon laquelle la téosinte est l’ancêtre du maïs cultivé.

Évolution de l’épi de la téosinte au maïs

Les très grandes différences morphologiques présentes entre le maïs et la téosinte sont dues à un nombre étonnamment faible de gènes. Des croisements entre des plants de maïs cultivés et des plants de téosinte ont montré que les principales différences morphologiques entre ces deux plantes sont codées par des gènes présents dans dix petites zones du génome. Pour deux de ces zones, un seul gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut également...) est présent.

La domestication du maïs par sélection de plants de téosinte mutés qui allait aboutir au maïs actuel aurait commencé il y a neuf millénaires dans le bassin du fleuve (En hydrographie francophone, un fleuve est un cours d'eau qui se jette dans la mer ou dans l'océan – ou, exceptionnellement, dans un désert,...) Balsas, au sud ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) du Mexique.

Il est originaire de régions clairement reconnues et séparées par l’équateur :

  • au nord : Mexique, Amérique centrale, Venezuela, Colombie ;
  • au sud : Pérou, Équateur, Bolivie, Chili, Brésil.
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

La liste des auteurs de cet article est disponible ici.