面食是我国饮食文化中重要的一个组成部分,而小麦在其中扮演着绝对的主角,目前,正是小麦的收割时节,据统计年,我国的小麦产量为1.26亿吨,居世界首位。小麦尽管在我国如此受欢迎,但是它却是一个舶来品。下面我们就来了解一下小麦这个外来户的故事。
小麦染色体是人类的3倍
在生物界中,大多数的种类,比如我们人类,都含有两套相同的染色体,但是通常他们的来源不同,一套来自父方,一套来自母方,这样的生物叫做二倍体。不同种类的生物往往不能杂交,即便能够杂交,它们的后代也难以产生正常的个体。但是总有一些特例存在,比如今天故事的主角,——小麦。我们最常吃的小麦在植物学上被叫做普通小麦,但是它的故事一点也不普通。小麦首先不是二倍体,它是一个六倍体,也就是说它有六套染色体;其次它的六套染色体有三个来源,换句话说这六套染色体两两相同,可以分成三组。我们知道不同的染色体意味着不同的种类,所以六倍体的小麦是经过了三个物种的两次杂交所形成的。
自然杂交两次的特殊植物小麦属现生的种类一共有6种,分别是二倍体的一粒小麦和乌拉图小麦,四倍体的二粒小麦和提莫维为小麦,以及六倍体的普通小麦和茹科夫斯基小麦。一粒小麦应该是人类最早进行人工栽培的小麦,稍后出现了野生的二粒小麦,并且也有少量的人工栽培。普通小麦在这六种中成为了人类的主要粮食作物,被广泛栽培甚至逸生。普通小麦是一个六倍体,我们用6个字母来分别代表它的每一套染色体,即AABBDD。这在植物界是非常罕见的特例。经过一百多年来的研究,科学家们发现,小麦属的祖先应该在大约万年前和山羊草属分道扬镳,那时小麦属仅有一个种,随着演化的进行,时间来到了万年前,最原始的这种小麦分化出来了两种新的小麦,分别是一粒小麦和乌拉尔图小麦,其中后者就是给小麦提供A染色体的一个祖先。大约在1万年前,一粒小麦在一个被称作新月沃地的地方被最早驯化栽培,成为了人类最早种植的一种小麦。乌拉尔图小麦并未被人类选中而进行人工种植,它在演化的道路上又行进了50万年,终于在机缘巧合之下遇到了它的近亲,——山羊草属的一种,斯卑尔托山羊草(也被称作拟山羊草),并且发生了杂交,形成了一种新的小麦,叫做二粒小麦。这个过程并不容易,我们知道乌拉尔图小麦是一个二倍体植物,所以它的染色体有两套相同的,应该是AA,而作为普通小麦第二套染色体B的提供者斯卑尔托山羊草也是一个二倍体,所以它的染色体也是两套,写作BB。AA和BB杂交,正常的过程应该得到AB这样一个新的种类,并且会出现后代不育,如果真的按照这个过程进行,那么我们今天可能就没有那么多花式的面食品尝了。在AB这种结构形成之后,很幸运的发生了染色体加倍,因此AB变成了AABB,这就是我们说的二粒小麦,它是一个四倍体。
在驯化一粒小麦之后不久,二粒小麦也被驯化称为新的人工种植的小麦种类。在这之后大约过了2千年,二粒小麦又遇到了山羊草属的另一种二倍体植物,小麦染色体中D组的提供者,节节麦。于是相似的情节又一次上演,AABB和DD杂交形成了ABD,染色体加倍之后,终于我们所熟悉的普通小麦AABBDD来到了大家的面前。
我国是小麦的次级起源中心小麦属的诞生乃至普通小麦自然杂交过程的进行全都发生在地中海东岸,亚洲的西部。直到年前,普通小麦才沿着“青铜之路”(青铜之路与丝绸之路是一对相辅相成的概念。青铜之路活跃于夏商周三代,几乎没有文字记载,主要是由西向东传播青铜与游牧文化。丝绸之路繁忙于汉唐宋元时代,史不绝书,主要是由东向西传播丝绸与定居农业文化。两者先后相继而方向相反,可以说是青铜之路诱发了丝绸之路,丝绸之路取代了青铜之路。)传入我国,我国并不是小麦的故乡。但是我国人民在小麦的品种培育,食用方法的发明等方面做出了卓越的贡献,因此也有人认为我国是小麦的次级起源中心。
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