Zea mays es una planta monoica; sus inflorescencias masculinas y femeninas se encuentran en la misma planta. Si bien la planta es anual, su rápido crecimiento le permite alcanzar hasta los 2,5 m de altura, con un tallo erguido, rígido y sólido; algunas variedades silvestres alcanzan los 7 m de altura.2
El tallo está compuesto a su vez por tres capas: una epidermis exterior, impermeable y transparente, una pared por donde circulan las sustancias alimenticias y una médula de tejido esponjoso y blanco donde almacena reservas alimenticias, en especial azúcares.
El centro geográfico de origen y dispersión se ubica en el Municipio de Coxcatlán en el valle de Tehucán, Estado de Puebla, en la denominada Mesa Central de México a 2.500 m sobre el nivel del mar. En este lugar el antropólogo norteamericano Richard Stockton MacNeish encontró restos arqueológicos de plantas de maíz que, se estima, datan del 7.000 a. C. Teniendo en cuenta que ahí estuvo el centro de la civilización Azteca es lógico concluir que el maíz constituyó para los primitivos habitantes una fuente importante de alimentación. Aún se pueden observar en las galerías de las pirámides (que todavía se conservan) pinturas, grabados y esculturas que representan al maíz. Las grandes civilizaciones mesoamericanas no habrían surgido sin la agricultura, y sin un sistema de medición del tiempo que organizaba sus actividades cotidianas y rituales de los pueblos mesoamericanos. El calendario determinaba los momentos en que se cultivaba, se comerciaba o se hacía la guerra y también decía el destino de los seres humanos.
Para los antiguos mexicanos, en el calendario no sólo figuraban la cuenta de los días o el paso de las estaciones; también se representaba el camino trazado en el cielo por los astros, caminos que los dioses debían recorrer para poder manifestarse en la tierra. Los nahuas llamaban al mes ilhuitl, palabra que también podía significar «fiesta» o «llegada» y que designaba la aparición de la deidad que había ser adorada en ese tiempo. Así, cada dios tenía su tiempo y la vida en este mundo dependía de que los dioses cumplieran su transcurso exactamente como lo establecía el calendario. Había un tiempo para que Tláloc, el dios de la lluvia, repartiera sus bendiciones sobre la superficie de la tierra. Había otro tiempo para que Xipe Totec hiciera reventar los campos, o Xilonen floreciera en la planta. A mediados de la década del ‘50, en excavaciones en la ciudad de México, a 30 km. en dirección nordeste de las pirámides, se encontraron muestras de polen identificadas como pertenecientes al maíz o a sus antiguos progenitores que tendrían de 60 a 80.000 años de edad. Esto nos da una idea de magnitud en la evolución de la especie.
Desde el centro principal de origen, el maíz fue distribuido en tiempos pre-colombinos hasta la desembocadura del río San Lorenzo en América del Norte y a través de América Central hasta el sur de Chile. Desde el caribe por la costa atlántica se expandió a Brasil y Argentina con los maíces flint y catetos amarillos, anaranjados ó colorados, después del 1600. Estas corrientes migratorias permitieron el desarrollo de nuevas formas que han dado origen a la gran variabilidad existentes (se han registrado 300 razas distintas).
El desarrollo de distintos centros de variabilidad en América, ha sido paralelo al desarrollo de las civilizaciones indígenas y se piensa que los colonizadores españoles y europeos que vinieron al nuevo mundo no tuvieron influencia. Los dentados de México y América central están asociados a la cultura Maya, mientras que los maíces cónicos de la parte central de México (2.500 msnm) lo están con la civilización Azteca.
Las hojas toman una forma alargada íntimamente arrollada al tallo, del cual nacen las espigas o mazorcas. Cada mazorca consiste en un tronco u olote que está cubierta por filas de granos, la parte comestible de la planta, cuyo número puede variar entre ocho y treinta.
Es una planta de noches largas y florece con un cierto número de días grados > 10 °C (50 °F) en el ambiente al cual se adaptó.3 Esa magnitud de la influencia de las noches largas hace que el número de días que deben pasar antes que florezca está genéticamente prescripto y regulado por el sistema-fitocromo.4 La fotoperiodicidad puede ser excéntrica en cultivares tropicales, mientras que los días largos (noches cortas) propios de altas latitudes permiten a las plantas crecer tanto en altura que no tienen suficiente tiempo para producir semillas antes de ser aniquiladas por heladas. Esos atributos, sin embargo, pueden ser muy útiles paran usar maíces tropicales en biofueles.5
Planta monoica, absolutamente capaz de reproducirse por sí sola, al poseer flores masculinas y femeninas en el mismo pie. En apariencia el grueso recubrimiento de brácteas de su mazorca, la forma en que los granos se encuentran dispuestos y están sólidamente sujetos, impedirían que la planta pueda hacer germinar sus granos. Su simbiosis con la especie humana aparentaría ser total, a tal punto que algunos investigadores lo llaman un "artefacto cultural", aunque estos son conceptos mágicos, alejados de la realidad. Cuando una espiga cae al suelo, las brácteas son consumidas por hongos, y no lo son sus cariopses que logran germinar, generándose una competencia fortísima, que hará solo sobrevivir a unos pocos de cada espiga. Cualquier sujeto rural lo ha experimentado, por lo que se trata por todos los medios de no dejar espigas sin cosechar, para que no se autogenere el maíz "guacho".
Las plantas caídas y con sus espigas en contacto con la tierra, y condiciones de humedad, aseguran la perpetuación de esta especie anual.
Por su gran masa de raíces superficiales, es susceptible a la sequías, intolerancia a suelos deficientes en nutrientes, y a caídas por severos vientos.
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