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科学网—千年苹果挑战驯化定义

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苹果是世界上最常见的水果。它生长在全球各地的温带环境中,其历史与人类息息相关。古典文艺中对这种大型水果作物的描绘表明,驯化的苹果至少两千多年前就出现在南欧。考古遗址中的古代种子也证明,人们在欧洲和西亚收集野生苹果已有一万多年的历史。

事实很明显,人类社会近千年来一直保有野生苹果的数量,但苹果树的驯化过程或人类栽培下的进化尚不清楚。

德国马克斯 普朗克研究所的人类历史科学家Robert Spengler结合历史学、古生物学和最新发布的遗传基因数据,对欧洲和西亚保存的古代苹果种子进行了新的研究。相关成果日前发表于《植物科学前沿》。

Spengler追溯了苹果的野生起源,并指出苹果最初是由古代大型动物传播的,后来加入丝绸之路沿线贸易过程。这些经历使人们今天所知道的苹果品种得以发展。

了解苹果树是如何以及何时进化出更大果实的,对研究人员来说是一个重要问题,因为果树似乎没有像其它人们更为了解的作物如谷类或豆类那样,遵循同样的驯化道路。苹果不是通过从最受欢迎的树上选择和繁殖种子的漫长过程而发展起来的,而是通过杂交和嫁接。

那么,苹果在驯化的道路上究竟经历了些什么?

大多数研究驯化的学者关注的是人类第一次开始培育植物的时期,但在这项研究中,Spengler探索了在野外为苹果驯化创造条件的过程。

苹果属蔷薇科,这个科的许多果树都有小果实,如樱桃、覆盆子。这些小果实很容易被鸟类吞食,然后传播它们的种子。然而,这个家族中的某些树,如苹果,在野外进化而成,果实对于鸟来说太大了,不能分散它们的种子。

鉴于果实是对种子传播的进化适应,理解水果进化的关键在于理解过去动物吃它的方式。 Spengler发现,肉质型甜水果通过进化来吸引动物吃,然后传播它们的种子;大型水果进化则吸引大型动物,如熊、野马、鹿来分散种子。

上一个冰河时代结束之前,欧洲有更多诸如此类的大型哺乳动物,但自从许多动物灭绝以来,在过去一万年里,苹果的大型野生亲缘果树中的种子扩散一直很弱。研究进一步表明,这些植物在最初没有种子撒播机的情况下,并没有长距离移动或在新的地区定居。

上一个冰河时代结束之后,野生苹果种群被隔离,直到人类开始在欧亚大陆,特别是沿着丝绸之路运输水果。一旦人类把这些树重新联系起来,蜜蜂和其他传粉者就完成了剩下的工作。交换过程引起杂交事件,由此产生的杂交后代果实较大,这正是杂交的常见结果。

最近几项基因组研究表明,现代苹果是至少4个野生苹果种群的杂交种。研究人员假设丝绸之路贸易负责将这些水果聚集在一起并导致它们的杂交。苹果与丝绸之路渊源匪浅。不仅现代苹果的许多遗传物质起源于贸易路线的核心,而且研究人员也已经从欧亚大陆各地遗址中发现了苹果的考古遗迹,支持了水果是早期贸易路线上的商品之一的观点。

事实上,苹果树是杂交的,不能 适当 驯化。这就是为什么我们种植苹果种子,却常常以收获海棠树而告终。在Spengler看来,这项研究挑战了 驯化 的定义,并证明了在人类栽培条件下,没有一个完全适合的模式来解释植物的进化。

对某些植物来说,驯化需要几千年的培育和人类诱导的选择性压力,而对其他植物来说,杂交导致了形态的快速变化。 Spengler表示, 地球上还有成百上千的其他驯化植物,其中许多都走上了不同的驯化道路。最终,你厨房里的苹果似乎是由于已灭绝的大型动物光顾和丝绸之路商人而存在的。 (王方编译)

相关论文信息: DOI: 10.3389/fpls.2019.00617

《中国科学报》 (2019-06-04 第5版 农业科技)

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