被遗传学家控制之前的小麦
小麦在适应环境方面的能力绝无仅有,它可以生长在海平面下259米的杰里科城,也可以生长在海拔3000米的喜马拉雅山区。小麦在纬度上的分布范围也很广,北到北纬65°的地区(比如挪威),南到南纬45°的阿根廷。小麦占据了美国6000万英亩耕地,面积和俄亥俄州相等。在全世界范围内,小麦的种植面积十倍于这个数字,或者两倍于西欧的总面积。
世界上第一种被栽培的野生小麦就是单粒小麦,它是所有后来小麦的祖先。单粒小麦的遗传密码是所有小麦中最简单的,只包含14条染色体。
大约在公元前3300年,强韧而耐寒的单粒小麦在欧洲很常见。正是这个时期为我们留下了提洛尔冰人,也就是大家熟知的奥兹冰人。这位新石器时代晚期的猎人被袭击者杀死后,在意大利阿尔卑斯山脉的高山冰川中冻结,随后他的尸体被自然木乃伊化。研究人员检查他的肠道后,在其中发现了以无酵饼形式摄入且部分消化了的单粒小麦残余,同时发现了植物、鹿,以及野生山羊肉的残余。1
在栽培第一株单粒小麦植株后不久,二粒类型的小麦[单粒小麦和一种不相关的野草(山羊草)的自然后代]就出现在了中东。2山羊草把自己的遗传密码添加到单粒小麦中,由此产生了更加复杂、具有28条染色体的二粒小麦。像小麦这样的植物有能力保留它们祖先的基因总和。试想一下,如果你的父母创造你时没有混合出46条染色体,而是结合了母亲的46条染色体和父亲的46条染色体,那么你就有了总共92条染色体。当然,这种情况不会发生在高等物种中。我们把植物的这种添加式染色体积累叫作多倍体。
单粒小麦和它的进化继承者二粒小麦流行了几千年之久,这足以为它们赢得主要粮食和信仰符号的地位,虽然它们的亩产相对较低,而且烘烤特性相对于现代小麦来说也不太令人满意(这些更浓厚、更粗糙的面粉会做出差劲的夏巴塔或熊爪杏仁饼)。二粒小麦大概就是摩西提到的作物、《圣经》中提到的kussemeth,以及直到罗马帝国建立之前一直盛行的品种。
我们相信苏美尔人建立了第一种书面语言,他们为我们留下了上万块楔形文字碑。有几块碑上涂写的象形文字符号可以追溯到公元前3000年,描述的是面包和点心的食谱,当时的人们都是通过研钵和研杵或手压研磨轮来处理二粒小麦的。人们经常会把沙子加入到混合物中,为的是加速艰苦的研磨过程,所以吃面包的苏美尔人就留下了被沙子磨损过的牙齿。
二粒小麦在古埃及兴盛发展,它的生长周期适应了尼罗河的季节性涨落。我们认为埃及人学会了如何通过增加酵母来让面包“长高”。犹太人逃离埃及时,匆忙之中,他们没有带上发酵的混合物,于是一路上不得不食用由二粒小麦制成的未发酵面包。
在圣经时代(Biblical times)之前1000年中的某个时间,具有28条染色体的二粒小麦和另一种草(节节麦)自然结合,产生了最初的42条染色体普通小麦,它和我们所谓的小麦在基因上最为相近。因为这种小麦用42条染色体承载了三种独特植物的染色体内容总和,所以它在基因上是最复杂的。但是它在基因上也是最“柔韧”的,在之后到来的新千年中,这个特性很好地帮助了遗传学研究者们。
经过一段时间,亩产量更高、更适合烘焙的普通小麦品种逐渐使它的双亲(单粒小麦和二粒小麦)黯然失色。在接下来的很多个世纪中,普通小麦几乎没有改变。18世纪中期,伟大的瑞典植物学家、生物编目学家、物种分类学中林奈系统的创造者卡洛勒斯·林奈(Carolus Linnaeus)把5个不同的品种归纳到了小麦属植物类别下。
小麦在“新大陆”没有发生自然进化,而是被克里斯多弗·哥伦布(Christopher Columbus)引入的。1493年,他的船员在波多黎各第一次种下了几颗谷粒。西班牙探险者在1530年时不小心通过一袋大米把一些小麦种子带到了墨西哥,随后又把小麦引入美国西南部。科德角的命名者和马萨葡萄园岛的发现者巴塞罗缪·戈斯诺德(Bartholomew Gosnold)在1602年第一次把小麦带到了新英格兰,不久后清教徒们乘坐五月花号来到了这里,随身带着小麦。
真正的小麦
生长在1万年前,人们通过手工收割、在野外田地里获取的小麦长什么样?这个简单的问题把我带到了中东地区——或者更确切地说,是马萨诸塞州西部的一个小型有机农场。在那里,我找到了艾丽西瓦·罗格撒(Elisheva Rogosa)。艾丽(艾丽西瓦的昵称)不仅是老师,还是倡导可持续农业的有机农场主,她是传统小麦保护协会(www.growseed.org)的创始人,该组织致力于保护古粮食作物并按照有机原则进行栽培。艾丽曾经在中东地区生活了10年,她在那里配合约旦、以色列以及巴勒斯坦的基因库(GenBank)项目收集近乎灭绝的古老小麦品种。在此之后,艾丽带着古埃及和迦南的原始小麦留下的种子回到了美国。从那时起,她致力于栽培曾经养育了她祖先的古老谷物。
最开始我因为想要得到2磅单粒小麦谷物而开始与艾丽进行邮件联系。她总是忍不住要告诉我更多关于她那独特的农作物的知识,毕竟这可不是什么普通的古老小麦谷物。艾丽把单粒小麦面包的味道形容为“丰富、微妙,并且带有更加复杂的风味”,它不像用现代小麦面粉制作的面包,她认为现代小麦面粉做成的面包吃起来就像硬纸板。
艾丽对抨击小麦产品可能不健康的言论感到愤怒,她认为过去几十年中以增加产量和扩大利益为目的的农业实践才是使小麦产生不利于健康效果的根源。她把单粒小麦和二粒小麦视作解决方案,倡导恢复原始植物,在有机条件下种植,从而取代现代工业小麦。
就这样,小麦植株的种植地域逐渐扩张,但是起作用的只是那些适度而平缓的进化选择。
今天,单粒小麦、二粒小麦,以及原始的野生小麦和栽植普通小麦植株都已经被大批人类培育的普通小麦、硬质小麦(用作意大利面)以及密穗小麦(一种可以用来制作纸杯蛋糕和其他产品的十分精细的面粉)的现代后裔所取代。要想在今天找到单粒小麦或者二粒小麦,你就必须在有限的野生采集中碰运气,或者去散落在中东、法国南部以及意大利北部的现代人类苗圃中寻找。在人类设计的现代杂交的帮助下,今天的小麦属植物有成百甚至上千条基因不同于最开始通过自然育种而产生的单粒小麦。
今天小麦产品的育种目的是提高亩产,并产生像抗病、抗旱以及抗热这样的特性。事实上,人类已经极大程度地改变了小麦,以至于现代品种在没有人类支持(如施加硝酸盐肥料和进行害虫防治)的情况下,无法在野外生存。3[你可以通过想象驯养动物来想象一下这种奇特的情况:一种动物只能在有人类协助(比如专门喂养)的情况下生存,否则它就会死亡。]
纳图芬人的小麦和在21世纪被我们称为小麦的东西之间的差异哪怕对于肉眼来说也清晰可见。原始单粒小麦和二粒小麦属于“有壳”形态,在这种情况下,种子更容易和茎分开,这种特性让脱粒(把谷物的可食用部分和糠分开)更简单也更有效,该特性来自Q和Tg(tenacious glume)基因上的突变。4但是两者还有其他更加显著的区别。现代小麦要矮得多。高大麦株在风中优雅飘动的浪漫场景已经被不到一两英尺高的“矮杆”和“半矮杆”品种(以提高亩产为目的的育种实验的另一种产物)所取代。