跨学科研究共解植物演化之谜

2026-08-12 来源:中国社会科学网-中国社会科学报

微信公众号

— 分享 —
链接已复制

  当植物的基因图谱中浮现出人类活动的印记,我们该如何重新理解驯化的过程?人类活动如何改写了植物的演化轨迹,植物的分布又如何映射了人类的文化记忆?近期两项以澳大利亚内陆本土植物为焦点的跨学科研究,整合了基因组学、考古学、人类学、环境科学与原住民知识体系,为上述追问提供了具体而鲜活的答案。

  多倍体中的驯化印记

  在澳大利亚昆士兰州西南部,纵横交错的水网铺展在一片超过28万平方公里的土地上,这是地球上最后几个自由流淌的沙漠河流系统之一。在这片已列入澳大利亚国家遗产名录的米塔卡文化景观中,米塔卡人(Mithaka)已生活了至少3000年,他们曾参与构建起一个横贯大陆的贸易与交换网络。

  近日,昆士兰大学考古学与生物人类学教授迈克尔·韦斯特韦(Michael Westaway)等人于《自然·通讯》发表了一项新研究。他们发现,在这片土地上,原住民对植物的管理方式远比过去认知的更为复杂,其影响甚至深达植物基因的层面。

  研究的焦点落在一种名为特纳稗(Echinochloa turneriana)的禾草上。这种植物能长至一米多高,洪水退去后迅速繁茂,形成大片摇曳的棕色穗海。1884年,英裔澳大利亚探险家奥古斯都·查尔斯·格雷戈里爵士(Sir Augustus Charles Gregory)曾在库珀溪洪泛区目睹“上千英亩的黍田”,并记录下原住民从茎秆中间高度收割的场景。

  但真正令韦斯特韦等人惊叹的是这种植物的基因组:多数生物拥有两套染色体,而特纳稗却拥有12套。这种现象被称为“多倍体”(polyploidy),即生物体因繁殖过程中的意外或杂交而获得多套染色体组。它常见于小麦、水稻等驯化作物的进化史中,多套染色体赋予了植物更强的活力与韧性,使其能在干旱与洪水交替的环境中生存。然而,这种独特的基因图谱,是否全然出自自然之手?

  考古学的线索指向了人类角色的深度介入。特纳稗的种子硕大、营养丰富,且成熟后不易自然脱落,便于收割——这些特征与小麦、水稻等经典驯化作物的关键性状惊人相似。研究团队据此推断,原住民经年累月的采集、储存与取食行为,很可能对特纳稗的演化施加了选择压力:人类倾向于采集大粒且不易掉落的种子,而这种偏好经过数千年的累积,已在植物基因中留下了可探测的印记。

  目前,韦斯特韦团队正将特纳稗的基因数据与考古遗址中的火塘、贝壳堆、磨石上的植物残留物及水潭中的花粉记录进行交叉比对,并将其与澳大利亚原住民的知识和实践智慧相印证。

  植物分布与文化记忆

  韦斯特韦团队的推论并非孤证。澳大利亚悉尼皇家植物园首席研究科学家、生态系统恢复力研究中心主任莫里齐奥·罗塞托(Maurizio Rossetto)等人通过基因组测序与分析,揭示了澳洲栗(Castanospermum australe,俗称黑豆)在新南威尔士州独具特色的分布格局。这种生长于河岸的大型乔木高达40米,其种子虽含毒性却营养丰富,经去毒处理后已被澳大利亚湿热地带雨林居民食用了至少2500年。

  罗塞托团队发现,从沿海到高地,甚至远离天然水道的众多澳洲栗种群,其遗传多样性异常之低,几乎所有样本均可追溯至单一母系谱系,显示出快速向内陆扩张的轨迹。结合生态与环境数据,研究团队排除了河流、雨林鸟类及哺乳动物等自然传播媒介的可能性,认定当地原住民的主动迁移是唯一合理的解释。这是首个证实非驯化物种被人类有意且快速传播的遗传学研究。

  尤为重要的是,由遗传数据揭示的扩散路径,与当地原住民数千年来沿袭的“梦之路”(Dreaming tracks)高度吻合——这些横贯大陆的地理路线将重要地点与场所串联在一起,并通过“歌线”(Songlines)——即以歌曲、故事与仪式表演编码的“记忆地图”——代代传承,维系着传统知识的共享。一些语言学演化的研究亦进一步佐证了这种雨林树木与原住民之间的紧密共生关系。

  罗塞托对此评论道,关于数万年来澳大利亚植物与人类的相互影响,现有认知仍十分有限,而遗传数据正在改变我们对于传统生活方式及人与自然关系的既有理解。通过研究植物DNA,科学家得以回溯时光、追踪演化轨迹,从中发现大量来自过去的令人惊叹且出乎意料的秘密。这两项研究共同表明,跨学科的交叉验证正在将人类与植物关系的叙事,从单向的“人类驯化植物”转变为双向的“共同演化与互利共生”。

  中国社会科学报记者 刘雨微

【编辑:赵琪(报纸)赛音(网络)】