玉米的来源
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- 2025-05-04 20:44:05
1493年,哥伦布从美洲加勒比海地区取得了一种基因修饰(GM)的粮食作物,并把它
带回了欧洲。
这种后来遍及了世界各地的作物就是玉米。如今,玉米是世界产量最多的粮食作
物之一,它的颗粒可以作为人类的食物,茎、叶等可以供牲畜食用,胚乳可以提取油
料。近年来,人们还尝试使用玉米酿制乙醇,从而作为替代和补充汽油的燃料。
这样一种重要作物,完全是自然送给人类的礼物吗?其实不是。如果没有人类的
播种和管理,玉米作为一种天然作物在自然界其实并没有太多的生存优势。
生物学家一直在思考玉米起源的问题。最先进入生物学家视野的是墨西哥的野草
,名叫墨西哥假蜀黍(Teosinte)。生物学家在很晚的时候才注意到假蜀黍和玉米的
亲缘关系。19世纪末,墨西哥农学家首次人工培育出了假蜀黍和玉米的杂交品种。而
且,自然界中也有一种和这种杂交植物相似的品种。这一发现引起了生物学家的兴趣
,它意味着研究假蜀黍可能有助于弄清楚玉米的起源。
美国农业部的生物学家柯林斯赶到墨西哥,收集了许多假蜀黍的种子。一些种子
辗转到了美国康奈尔大学的研究生比德尔的导师爱默生手中。
比德尔后来因为“一个基因一个酶”的学说分享了1958年诺贝尔奖。他也为玉米
起源的问题作出了贡献。爱默生让比德尔把玉米和假蜀黍杂交。不出所料,杂交产物
能够一代代地繁育下去。爱默生和比德尔还研究了杂交产物的染色体,他们的结论是
:玉米和假蜀黍是同一个物种。后者是前者的野生祖先。
然而,在几年之后的1938年,另一位美国遗传学家曼格尔斯多夫提出了和他们相
反的理论。曼格尔斯多夫认为,玉米起源于一种已经灭绝的物种,而假蜀黍反而是由
玉米和一种南美洲的野草摩擦禾杂交而来的。
曼格尔斯多夫有理由相信自己的理论是正确的。因为玉米和假蜀黍的差别实在不
小。玉米的种子密实地分布在一个轴上。在中国北方,人们常常把玉米叫做“棒子”
。“棒子”贴近玉米的主茎生长,每一个“棒子”有上百颗种子。
而当人们看到假蜀黍穗的时候,多半不会把它和玉米联系起来。假蜀黍的穗没有
粗大的轴。穗都生长在茎分支的顶端,每个穗最多只有十几颗种子,它们被坚硬的果
壳包裹,很容易脱落。就算有一副好牙齿,如果想吃假蜀黍的种子,也最好把它磨碎
了再吃。
那么,古人在短时间里真的可以把一种野草改造成高产并且可口的主粮吗?曼格
尔斯多夫的怀疑是有理由的。比德尔与他争论了很多年。上个世纪70年代,比德尔退
休之后,去墨西哥各地收集假蜀黍的种子。
探索玉米起源问题真相的任务落在了新一代的生物学家身上。当比德尔和爱默生
首次提出玉米起源于假蜀黍这一主张的时候,分子生物学还没有诞生。如今,生物学
家已经可以在分子水平上检查生物间的亲缘关系。
最终,遗传学家德布勒(Doebley)等人通过研究比德尔收集的种子,发现了非
常坚实的证据———玉米和假蜀黍的基因组仅仅有几个区域不同,证明玉米起源于假
蜀黍。由此证实了爱默生曾经提出的一个理论,即假蜀黍只要通过少数几个遗传突变
,就能变成玉米。德布勒发现,有两个基因的突变,对于假蜀黍变成玉米,起了特别
重要的作用。
从玉米的遗传突变能推断出它诞生的时间。德布勒估计,玉米应该起源于6000年
到1万年前墨西南部哥巴尔萨斯河附近的地区。上世纪60年代从墨西哥发现了一些玉
米轴化石,测试表明,它们的历史已有6000年之久。
研究玉米的起源问题不仅是为了满足人类的好奇心,也为生物学家探索基因突变
改变生物提供了一些线索。远古的墨西哥人尽管并不懂得遗传学,但他们通过对假蜀
黍一代代的优选,最终创造出了玉米,有一些生物学家把它称作远古的转基因作物,
或许,这对我们认识今天的转基因作物有一些启示。
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