本報訊 玉米是一種馴化作物。與小麥、水稻有明顯的野生近緣種不同,人們很難找到果實顆粒分排密布在玉米軸上的野生品種。
基因分析顯示,玉米的祖先是一種生活在墨西哥的細長型野草——大芻草(又稱為類蜀黍)。研究者一直在思考,這種醜陋的野草如何搖身一變成為世界上最重要的農作物呢?《國際第四紀》上的一篇研究報告給出了答案:古代大芻草的植株形態和果實形態均與現代玉米有較大出入。
為了模擬1.4萬年前人類剛開始種植大芻草時的環境,研究者將現代大芻草置於溫室內培養,確保室內二氧化碳含量比室外二氧化碳含量少40%~50%,並將溫度控制在20.1℃~22.5℃。培育結果顯示,大芻草生長得更矮,且所有的雌穗都生長在主幹,而非枝幹上。
此外,溫室內大芻草的絕大部分種子在同一時刻成熟,而現代大芻草的種子要經歷數周時間才能全部成熟,研究者不得不一次又一次地收割。如果大芻草曾經很容易收割,人類祖先對它的馴化就變得更加合情合理。儘管大芻草並沒有穗軸,但這必然是馴化的結果。
野生穀物為了更大範圍傳播其種子以求較高存活性,其種子成熟時便自動脫落。但植物天生的求生本能卻導致農民不能充分收穫種子,只有這些種子留在穗上等到所有種子成熟方能充分收穫。要成為糧食作物,這些野生穀物便要減弱其落粒性,人類祖先一直在馴化穀物的低落粒性。人們在採集的時候傾向於採集那些不易於脫落的種子,這種無意識的選擇馴化的長期結果便是產生不落粒品種。研究還表明,作物馴化並非快速、本地化的過程,而可能是在不同區域進行很長時期的不斷試錯過程。(段融)
《中國科學報》 (2014-02-12 第2版 國際)