Morphometric Analysis of Sunflower (Helianthus annuus L.)
Achenes from Mexico and Eastern North America
1
SOMAYEH S. TARIGHAT
2
,DAVID L. LENTZ
*
,2
,STEPHEN F. MATTER
2
, AND
ROBERT BYE
3
2
Department of Biological Sciences, University of Cincinnati, Cincinnati, OH 45221 USA
3
Jardín Botánico, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, 04511 México,
DF, México
*Corresponding author; e-mail: david.lentz@uc.edu
Morphometric Analysis of Sunflower (Helianthus annuus L.) Achenes from Mexico and
Eastern North America. Sunflower (Helianthus annuus L.) has played a major role in the
evolution of agricultural systems in the Americas. The discovery of ancient domesticated
remains from archaeological deposits in pre-Columbian Mexico offers new dimensions
to widely accepted viewpoints on the domestication pattern of H. annuus. Although
American sunflower populations north of Mexico have been examined extensively, Mexican
indigenous domesticated landraces have not been studied in any detail. In this study,
we morphologically assessed wild and domesticated sunflower achenes from Mexico
and compared them to similar datasets from eastern North America. Additionally, we
evaluated the utility of four computer-assisted shape measurements in discriminating
between wild and domesticated sunflower achenes (fruits) and compared variation in
achene size among modern wild and cultivated populations from both Mexico and the U.S. We
found that, of the shape parameters tested, none were informative in distinguishing wild achenes
from domesticated varieties. Subsequent size analysis, using conventional parameters of length,
width, and thickness, showed that modern wild populations from Mexico had smaller achenes
compared to modern populations from eastern North America. Domesticated achenes unearthed
from Mexican archaeological sites, however, were significantly larger than the early domesticated
specimens recovered from eastern North America. Our methodological results indicate
that variation in archaeological sunflower achenes is better described by conventional
size parameters rather than computerized shape analysis.
Análisis Morfométrico de Aquenios de Girasol (Helianthus annuus L.) de México y Este de
los Estados Unidos de América. El girasol (Helianthus annuus L.) ha jugado un parte importante
en la evolución de los sistemas agrícolas en las Américas. El descubrimiento de restos domésticos
antiguos de yacimientos arqueológicos en el México precolombino ofrece nuevas dimensiones
a los puntos de vista ampliamente aceptados en el patrón de domesticación de H.
annuus. Aunque las poblaciones de girasol de México y Estados Unidos de América (EUA)
han sido examinadas ampliamente, los restos arqueológicos domésticos de las razas indí-
genas de México no han sido estudiados en detalle. En este estudio, se evaluaron morfo-
lógicamente aquenios de girasol silvestre y domesticado de México y se compararon con
conjuntos de datos similares del este de EUA. Además, se evaluó la utilidad de cuatro
mediciones de forma asistidas por computador en la discriminación entre los aquenios
(frutos) de girasol silvestre y domesticado además la variación en comparación de tamaño entre
los aquenios modernos de poblaciones silvestres y cultivadas de México y los EUA. Se encontró
que de los parámetros probados ninguno fue determinante para distinguir entre los aquenios
silvestres y las variedades domesticadas. El análisis de tamaño, utilizando por los parámetros
convencionales de la longitud, anchura y espesor, mostró que las poblaciones modernas
de México presentan aquenios más pequeños, en comparación con las poblaciones modernas
del Este de EUA. Sin embargo, los aquenios domesticados desenterrados de los sitios arqueoló-
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Received 19 April 2010; accepted 21 July 2011;
published online 13 August 2011.
Economic Botany, 65(3), 2011, pp. 260–270
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