GunsGermsandSteel
第七章
怎样识别杏仁
如果你是一个徒步旅行者,吃腻了农场上种植的瓜果蔬菜.那么试一试吃一点野生食物,就是一件有趣的事。你知道,有些野生植物,如野草莓和乌饭树的蓝色桨果,不但味道好.而且吃起来安全。它们的样子同我们所熟悉的农家品种相当类似,所以我们能够很容易地把这些野生浆果认出来,虽然它们比我们种植的那些品种要小得多。爱冒险的徒步旅行者在吃蘑菇时小心冀冀,因为他们知道蘑菇中有许多品种吃了会致人死命。但即使是最爱吃干果的人也不会去吃野生的杏仁,因为其中有几十种含有足以致人死命的氰化物(即纳粹毒气室中使用的那种毒物)。森林中到处都有其他许多被认为不能吃的植物。
然而,所有的作物都来自野生植物。某些野个植物是怎样变成作物的呢?这是—个特别令人困惑的问题,因为许多作物(如巴旦杏)的祖先不是吃了叫人送命就是味道糟得难以入口,而其他一些作物(如玉米)在外观上同它们的野生祖先又差别太大。住在岩洞里的那些男女是些什么样的人,竟会想出“驯化”植物这个主意来?而又是如何做到的呢?
植物驯化可以定义为:栽种某一植物并由此有意或无意地使其发生不同于其野生祖先的、更有利于人类消费的遗传变化。对作物的培育在今天是—种由专业科学家去做的、自觉的、高度专业化的工作。他们已经了解现存的数以百计的作物,并着手开发新的品种。为了实现这一日标,他们种下许多种子或根,选出最好的后代,再种下它们的种子,把遗传学知识用来培育能够繁殖纯种的优良品种,也许甚至会利用最新的遗传工程技术来转移某些有用的基因。加利福尼亚大学戴维斯分校有一个系(果树栽培学系),全系专门研究苹果,还有一个系(葡萄栽培与葡萄酒工艺学系),专门研究葡萄和葡萄酒。
但是,植物驯化的历史可以追溯到1万多年前。最早的农民当然不会利用分子遗传技术来得到这种结果。这些最早的农民甚至没有任何现存的作物可以作为样品来启发他们去培育新的作物品种。因此,他们不可能知道,不管他们做什么,他们最终都能一饱口福。
那么,最初的农民是怎样在不知不觉中驯化了植物的呢?比方说,他们是怎样在不知道自己在做什么的情况下把有毒的杏仁变成了无毒的杏仁的呢?除了使某些野生植物变得更大或毒性更少外,他们实际上还使它们产生了哪些变化呢’即使是—些重要的作物,驯化的时间也大不相同:例如,豌豆驯化的时间不迟于公元前8000年,橄榄在公元前4000年左右,草莓要等到中世纪,美洲山核桃则更迟至1846年。许多能出产食物的重要的野生植物为千百万人所珍视,例如在世界上的许多地方,人们为了得到可吃的橡实而寻找橡树,但橡树甚至在今天也仍然没有驯化。是什么使得某些植物比其他植物更容易驯化,或更吸引人去对其驯化?为什么橄榄树向石器时代的农民屈服了,而橡树则然使我们最聪明的农艺师一筹莫展呢?
让我们首先从植物的观点来看一看驯化的问题。就植物来说,我们不过是无意间“驯化”了植物的成千上万种的动物之一。
和其他所有动物(包括人)一样,植物必须将其子代向它们能够茁壮生长的地区扩散,并传递其亲代的基因。小动物的扩散靠行走或飞翔,但植物没有这样的选择自由,因此它们必须以某种方式沿途搭便车旅行。有几种植物的种子生得便于被风吹走或在水上漂流,而其他许多植物则把种子包在好吃的果子里并用颜色和气味来宣告果子的成熟,从而哄骗动物把种子带走。饥饿的动物把这果子扯下来吃掉,或者走开,或者飞走,然后在远离亲代树的某个地方把种子吐出或随粪便排出。种子可以用这种办法被带到几千英里之外。
植物的种子连你的肠胃都无法消化,而且仍然能够从你的排泄物中发出芽来,了解到这一点,你也许会感到惊奇。但任何爱冒险的而又不太容易呕吐的读者不妨做一做这方面的试验,亲自来验证—下。许多野生植物的种子实际上必须通过动物的肠胃,然后才能发芽。例如,非洲有一种瓜很容易被一种形似鬣狗的叫做土狼的动物吃掉,结果这种瓜大多数都生长在土狼排泄的地方。
关于想要沿途搭便车旅行的植物是怎样吸引动物的这个问题,可以考虑一下野草莓的例子。当草莓的种子还没有成熟、不能马上播种时,周围的果实是又青又酸又硬。当种子最后成熟时,果实就变得又红又甜又嫩。果实颜色的变化成了一种信号,把鸫一类的鸟儿吸引来啄食果实然后飞走,最后吐出或随粪便排泄出种子。
当然,草莓并不是有意要在种子准备好撒播的时候去招引鸟儿。鸫也不是有意要去驯化草莓。相反,草莓是通过自然选择来演化的。末成熟草莓的额色越青和味道越酸,在种子成熟前来吃草莓从而使种子遭到破坏的鸟儿儿就越少;成熟草莓的味道越甜和颜色越红,来撒播成熟种子的鸟儿就越多。
其他无数的植物都有适合于让某些种类的动物吃掉并散播的果实。正如草莓适合于鸟儿一样,橡实适合于松鼠.芒果适合于蝙蝠,某些莎草适合于蚂蚁。这符合我们关于植物驯化的部分定义,因为祖代植物在遗传方面的变化使它更有利于人类消费。但没有人会一本正经地把这种演化过程称为驯化,因为鸟儿、蝙蝠和其他动物不符合那个定义的另一部分:它们不是有意去栽种植物的。同样,作物从野生植物开始演化的早期无意识阶段包括这样的一些演化方式,即植物吸引人类去采食并撒播它们的果实,但还不是有意去栽种它们。人类的排泄处所和土狼的一样.也许就是最早的无意识的作物培育者的一个试验场。
我们在许多地方偶然地播下了我们所吃的植物的种子,我们的排泄处仅仅是其中之一。当我们采集到可吃的野生植物并把它们带回家的时候,有些在路上或家里散落了。有些水果在种子还仍然十分完好的时候就腐烂了,于是就被扔进了垃圾堆,不再吃它。草莓的种子是果实的一部分,实际上也被我们送入口中,但由于种子太小,最后还是被吞了下去,并随粪便排了出来。但还有些水果的种子相当大,就被吐了出来。因此,我们的茅坑加上我们的痰盂和垃圾堆一起构成了最好的农业研究实验室。
不管这些种子最后到了哪个“实验室“,它们都是来自某种可吃的植物——即我们出于某种原因喜欢吃的植物。从你采摘浆果的那些日子起,你就知道挑选某些浆果或浆果灌木。最后,当最初的农民开始有意识地去播种时,他们播下的必然是他们存心采集的那些植物的种子,虽然他们还不懂大浆果的种子有望长成能够结出更多大浆果的灌木这一遗传原则。
因此,当你在一个炎热、潮湿的日子里艰难地走进到处都是蚊子的多刺的灌木丛中时,你并非只是为了任何一丛草莓才这样去做的。即使是无意识的,你还是决定了哪一丛草莓看上去最有希望,以及它是否值得你来这一趟。你的潜意识中的判断标准是什么?
一个判断标准当然就是大小。你喜欢大的浆果,因为你不值得为几颗难看的小浆果去被太阳晒烤和蚊子叮咬。这就是许多作物的果实比它们野生祖先的果实大很多的部分原因。超市里的草莓和乌饭树的蓝色浆果同野生的品种相比显得硕大肥壮,这情形是我们特别熟悉的;这方面的差异也只是最近几百年才出现的。
在其他植物方面的这种大小差异.可以追溯到农业出现的初期,那时人工栽培的豌豆经过筛选和演化.其重量超过野生豌豆的10倍。狩猪采集族群在几千年里采集的就是这种小小的野生豌豆,就像我们今天采集乌饭树的蓝色浆果一样。然后,他们才有选择地去收获和种植那些最吸引人的最大的野生豌豆——这就是我们所说的农业——它开始自动地促使豌豆的平均大小每代都有增加。同样,超市里的苹果的直径一般在3英寸左右,而野生苹果的直径只有1英寸。最早的玉米棒子的长度几乎不超过半英寸,但公元1500年墨西哥印第安农民已经培育出长达6英寸的玉米棒子,而现代的玉米棒子则可长达—“英尺半。
我们所栽种的植物的种子和它们的许多野生祖先的种子的另一个明显的差异是在味苦方面。许多野生植物的种子为防动物把它们吃绰,在演化过程中味道变苦而难以人口,或竟然有毒。因此,自然选择对种子和果实所起的作用正好相反。果实好吃的植物让动物来撒播它们的种子,但果实里的种子必须很难吃。否则,动物就会把种子嚼碎,种子也就发不出芽来了。
关于苦味的种子及其在驯化过程中的变化,杏仁提供了一个引人注目的例子。大多数野巴旦杏的种子都含有一种叫做苦杏仁苷的其苦无比的化学物质,这种物质(前面已提到过)在分解时产生了有毒的氰化物。如果有人竟会蠢到不顾野生杏仁苦味的警告而去吃它,那他就会因此而丧命。既然无意识驯化的第一阶段是采集可以吃的种子,那么对野生杏仁的驯化又是怎样达到这第一阶段的呢?
对此的解释是:偶然有几棵巴旦杏树在一个基因上产生了突变,使它们不能合成苦味的苦杏仁苷o这些树在荒野里灭绝了,没有留下任何后代,因为鸟儿发现了它们的种子,把种子吃个精光。但最初的农民的孩于们由于好奇或饥饿,把他们周围的野生植物每一种都弄一点来尝尝.最后竟品尝到并发现了这些没有苦味的巴旦杏树。(同样,如果今天的欧洲农民偶然发现了几棵橡实甜而不苦的橡树,他们仍然会感到庆幸。)这些不苦的巴旦杏的种子就是古代农民可能会去种的种子,开头是无心地任其生长在垃圾堆上,后来则是有意地种在自己的果园里了。
不迟于公元前8000年的野生杏仁.已在发掘出来的希腊考古遗址中出现。到公元前3000年,在地中海以东的土地上已有野生杏仁在驯化。埃及国王图坦卡蒙*于公元前1325年左右去世后,放在他的著名陵墓里供他死后享用的食品中就有杏仁。在其他许多为人们所熟悉的作物中有利马豆、西瓜、马铃薯、茄子和卷心菜。这些作物的野生祖先,有的味苦,有的有毒,其中偶然也有几个味道甘美的品种,但那必定是从古代旅行者的排泄处长出来的。
*图坦卡蒙:古埃及第十八王朝国王,英国埃及学家H·卡特于1922年发现其陵墓,发掘时见其墓室完好,内有金棺、法老木乃伊和大量珍贵文物。
如果说大小和味道是狩猎采集族群选择野生植物的最明显的标准,那么其他标准则包括果实肉多或无子、种子含油多以及纤维长。野南瓜种子外面的果肉很少,或根本没有果肉,但早期的农民喜欢选择果肉比种子多得多的南瓜。很久以前,人们在栽培香蕉时就选择了全是肉而没有种子的品种,从而启发了现代农业科学家去培育无子柑桔、无子葡萄和无子西瓜。水果无子是一个很好的例子,说明人类的选择是怎样把野生水果原来的演化作用完全颠倒了过来,因为原来的演化作用实际上只是撒播种子的一种手段。
在古代,有许多植物都是由于含油的果实和种子而同样得到选择的。在地中海地区最早得到驯化的果树有油橄榄,栽培的时间大约在公元前4000年以后,栽培的目的就是为了得到它的油。人工栽培的油橄榄比野生的油橄榄不但果实大,而且含油量也高。古代农民为了得到含油的种子而选择了芝麻、芥菜、罂粟和亚麻,而现代的植物学家为了同样的目的而选择了向日葵、红花和棉花。
为了油而培育棉花,这还是近代的事。在这之前,当然是为了纺织用的纤维而选择棉花。棉花的纤维(或称棉绒)是棉花种子上的茸毛,美洲和旧大陆的早期农民为了得到长的棉绒独立地选择了不同品种的棉花。另外还有两种作为古代纺织品原料而栽种的植物是亚麻和大麻,它们的纤维来自茎,因此对它们的选择标准是又长又直的茎。虽然我们把大多数作物看作是为吃而种植的,但亚麻也是我们最早的作物之一(驯化时间不迟于公元前7000年)。它是亚麻布的原料,它一直是欧洲主要的纺织原料,直到工业革命后为棉花和合成纤维所代替。
迄今为止,我们对野生植物演化为作物所描述的种种变化.与早期农民实际上可能已注意到的一些特征直接有关——如果实的大小、苦味、多肉、含油和纤维的长度。通过收获这些具有特别可取的品质的野生植物,古代人在无意识中传播了这些植物,使它们走上了驯化之路。 然而,除此以外,至少还有其他4种主要变化未能引起采摘浆果的人去作出引入注目的选择。在这些情况下,如果采摘浆果的人的确引起了什么变化,那或是由于其他植物因某些不明原因始终无法得到而收获了可以得到的植物,或是由于改变了对植物起作用的选择条件。
第一个这样的改变影响了种子传播的野生结构。许多植物都有其传播种子的专门机制(从而使人类无法对它们进行有效的采集)。只有由突变产生的缺乏这种结构的种子才会被人收获而成为作物的祖先。
一个明显的例子就是豌豆。豌豆的种子(我们吃的豌豆)封闭在豆荚里。野豌豆要发芽生长,就必须破荚而出。为了做到这一点.豌豆就演化出一种基因,能使豆荚突然破裂,把豌豆弹射到地上。偶然产生突变的豌豆的豆荚不会爆裂。