墨西哥玉米谱系揭示多样性起源

2023-10-31 理论教育版权反馈

【摘要】：而玉米谱系的源头则在墨西哥。玉米谱系中最原始的人工培育品种生长在墨西哥高原地区。但是，加工墨西哥玉米颗粒的难度可能被夸大了。在墨西哥低地的季节性热带森林中发现早期玉米是很重要的一件事。此前即有证据被人们用来证明玉米的培育起源地是在高原地区，而这一发现要比前述证据早2500年。玉米在全世界的成功扎根依赖的是其强大的多样性，但是，作为一种墨西哥西南部低地里的单一起源植物，玉米那么强大的多样性是如何形成的呢？

在美洲，研究人员进行的基因研究非常关键，它不仅要估算人类培育出玉米的时间，而且要找到其野生祖先的身份，确定玉米总共经过了多少次人工培育以及这些培育都是在哪里发生的。玉米只是玉蜀黍属的一个亚种，在其所属的大类当中还有其他3个亚种，它们都是野生的，人们口语中更多地称之为“墨西哥玉米”——这一名字来源于危地马拉的阿兹特克语。阿兹特克人把玉米当作奇考梅科特尔女神和辛特奥特尔神崇拜。

这3种墨西哥玉米——委委特南戈类玉米亚种（huehuetenangensis）、墨西哥类玉米亚种（mexicana）、小颖类玉米亚种（parviglumis），生长在危地马拉和墨西哥，它们都是野生的。虽然它们看起来与其人工培育的同类相差甚远，但玉米还是能自由与之杂交。如果我们把进化过程想象成一棵枝条伸展的树，那么，这3种野生玉米亚种中似乎有一种比另外两种更接近人工培育的玉米，甚至有可能就是曾被人工培育的某种原有种群的后裔。

对玉米和墨西哥玉米中酶的分析显示，有一种类墨西哥玉米确实比另外两种更接近玉米。2002年进行的一次大规模基因研究证实了这一点。遗传学家总共测试了264份玉米和墨西哥玉米样本，发现小颖类玉米亚种与人工培育的玉米最为接近。

由于这项研究包含了美国玉米种群的大量数据——264份样本中有193份来自玉米，我们就有可能为人工培育的玉米构建起种系发展史和家庭谱系。从适应温带气候的“北部弗林特”玉米到哥伦比亚、委内瑞拉和加勒比的热带品种，所有的玉米谱系都可以回溯到一个单一起源。因此，玉米只经历过一次人工培育。或者至少可以说，即使它曾经历过数次人工培育，也只有一个谱系分支存活到了今天。而玉米谱系的源头则在墨西哥。但是，要准确找出人工培育活动最早在哪里发生却是件很难的事。玉米谱系中最原始的人工培育品种生长在墨西哥高原地区。但是与其最接近的野生品种却是一种低地植物：生长在墨西哥中部巴尔萨斯河流域的小颖类玉米亚种，也叫巴尔萨斯类玉米。

在这一基因信息出现的时候，考古记录中玉米的最早证据是距今6200年的墨西哥高原玉米穗轴。所以，情况好像是，要么巴尔萨斯类玉米被人带到山区地带种植，要么是先在河谷地带被人工培育，后来传播到了高纬度地区。

在9000年的时间里，气候和环境变化很大，物种也会发生相应的迁徙。但是，鉴于已经有了新的基因数据，也找出了与玉米最接近的野生品种，考古学家相信，在巴尔萨斯河谷地带进行仔细研究还是有价值的。于是，他们就开始在那一区域搜寻古代人工培育玉米的线索。他们需要找到的是能将野生玉米和人工培育玉米清晰区分的东西。

墨西哥玉米幼苗很难与人工培育玉米区分，所以也就成了玉米田里烦人的野草。但是到了成熟期，它与人工培育玉米看起来就有了很大差异。墨西哥玉米长得像灌木一样，有好多向外伸展的秆，而玉米则只有一根高高的秆。墨西哥玉米的穗比较小，而且排列简单，在一个穗轴上只错列着一排十几个颗粒。相比之下，玉米穗则要大得多，上面会长几百个颗粒。墨西哥玉米的颗粒很小，每个都包在一个硬壳当中；而玉米颗粒很大，且裸露在外。而且，像一粒小麦一样，墨西哥玉米成熟时，它的穗会散落；而玉米颗粒则会牢固地附着在穗轴上，穗轴也不会掉落。遗传学家已经确定了一些基因，它们经历过一些突变，因而导致墨西哥玉米和玉米之间在秆茎、颗粒大小、颗粒外壳和种子散落等方面出现了差异。(www.chuimin.cn)

这些情况都很不错。但是，在热带低地区域，植物残留很难得到保存。考古学家根本没有希望找到完整的植物、穗轴甚至颗粒。于是，他们就将注意力转向小得多的植物组成部分——植物化石和淀粉颗粒。植物化石中富含硅土，很难降解，这意味着即使在热带地区，它们也能保存很久很久。墨西哥玉米的化石和淀粉颗粒都与玉米的不同，这一发现对研究人员而言很有用。

人们在巴尔萨斯河流域的湖泊沉积物中发现了关于早期玉米细微线索的最早证据。随后，考古学家在这一地区发现了4个史前岩窟，在其中一个名为希华特克斯特拉岩窟中发现了珍贵的玉米早期证据。在岩窟8700年前的沉积层中，人们发现了一些石制工具，在其缝隙中包含有玉米淀粉颗粒。除了在岩窟里到处散落的沉积物上发现了玉米化石外，在石制工具上也有。

植物化石提供了关于古代墨西哥人如何利用玉米的进一步证据。过去，人们曾经认为，人类培育玉米的首要目的是为了利用其秆茎。因为有硬壳，成熟的墨西哥玉米颗粒味道很差，但是其秆茎中糖分很高，所以可以食用，甚至也可以用于制作发酵饮料——一种朗姆酒。玉米秆茎和玉米棒芯的化石有差异。考古学家在研究希华特克斯特拉岩窟中化石样本时发现了许多玉米芯化石，但却没有发现秆茎化石。所以，似乎可以看出，至少在这处遗址里，早期的玉米培育者感兴趣的还是玉米颗粒。而那些玉米颗粒似乎已经经历了一次与人工培育有关的基因变化，其硬壳已经脱落——因为人们没有发现这些硬壳的化石。在6000年到7000年前的巴拿马遗址中，也有类似情形，证明当时人们利用的是玉米穗，而不是秆茎。有可能的情况是，相比墨西哥玉米的颗粒而言，早期靠狩猎采集为生的人更多的还是利用其秆茎，只是在后来，当这种植物开始出现一些人工培育的特征时，才将利用的焦点转向其颗粒。但是，加工墨西哥玉米颗粒的难度可能被夸大了。它们用水泡一下，再磨成粉，就可以吃了；有些墨西哥农民还用其种子喂牲口。

在墨西哥低地的季节性热带森林中发现早期玉米是很重要的一件事。此前即有证据被人们用来证明玉米的培育起源地是在高原地区，而这一发现要比前述证据早2500年。这一发现事实上完全讲得通，巴尔萨斯类玉米与玉米亲缘关系最近，它并非生长在高山地势，而是在低地自然生长。

然而，就算有了这么多探查研究，还是有一个很有意思的大问题有待解决。1493年后，这种美洲土生的农作物迅速传播到全世界多种不同的环境之中，甚至在世界上条件最恶劣的地方也找到了小小的立足点。玉米在全世界的成功扎根依赖的是其强大的多样性，但是，作为一种墨西哥西南部低地里的单一起源植物，玉米那么强大的多样性是如何形成的呢？

墨西哥玉米谱系揭示多样性起源

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