普通小麦:农田植物的演化奇迹
作者 史军
发表于 2021年11月

在粮食世界中,有一些可以称之为奇迹的存在。比如袁隆平院士研究出的杂交水稻和影响世界历史的马铃薯。但是,很少有人知道,我们平常吃的小麦其实也是这样一种存在,是大自然和人类共同努力的结果。农田里,一场生物演化和文化交流的“大戏”正拉开帷幕……

普通小麦:多个物种的结晶

在7000年前,中东地区的农夫就开始收集和种植小麦了。不过,那时的小麦并不是我们今天吃的小麦,而是野生的一粒小麦。跟现在的小麦相比,一粒小麦的产量要低得多,但是,比其他野生禾草要多很多。

在种植过程中,一粒小麦同农田边的拟斯卑尔脱山羊草杂交,产生出二粒小麦。细心的农夫把这些籽粒更饱满的种子收集起来,开始播种。再后来,不安分的二粒小麦又同田边的粗山羊草交流了一下“感情”,于是它们的爱情结晶,真正改变世界食物格局的普通小麦诞生了。

冲破生殖隔离的幸运植物

在讲述普通小麦演化过程之前,我们先要了解一个概念——生殖隔离。生殖隔离指不同种群之间在自然条件下不能交配,或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代。

植物的生殖隔离通常有两种途径:一是避免自己的花粉落在其他植物的雌蕊之上。很多兰花精于此道,它们会“雇佣”特定的传粉动物,让动物把花粉放在特定的位置,来实现精准投递。二是即使奇奇怪怪的花粉落在雌蕊上,产生意外的结合,下一代也很快就会死去。比如各种靠风传播的植物,包括小麦、水稻以及各种禾本科植物。

小麦属和山羊草属植物杂交形成普通小麦示意图

生物的染色体就像汽车的4个车轮,左边一组来自父亲,右边一组来自母亲。每种动物染色体的数量和形态都不一样,这就好比,不同汽车的车轮大小是不一样的。但是同一辆车,只有装配大小相同的车轮,才能正常行进。

本文刊登于《知识就是力量》2021年11期
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