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感谢板块构造运动,我们才能品尝到美味的橙子

探索跨越数百万年的柑橘进化故事,追溯其起源于古代亚洲及其基因适应。

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(图片来源:Shutterstock)如果您是橙汁爱好者,您应该感谢印度板块相当奇特的运动。一项新的、广泛的基因研究,于周三发表在《自然》杂志上,已经精确指出了柑橘的起源和进化。该研究表明,这种水果出现在八百多万年前地质动荡时期,起源于南亚,并通过基因突变传播开来,这些突变产生了对动物——以及我们人类祖先——来说更可口的果实。在这项新的基因研究中,科学家们现在拥有了六十多种柑橘的基因目录。该数据库可以作为研究人员试图培育能够抵抗柑橘绿化病的新作物的一种工具,这种疾病已经在中国的美国、中国和巴西的柑橘种植园造成了毁灭性打击。没有柑橘树能幸免。但科学家们仍在努力理解哪些基因使一些柑橘品种对绿化病具有更高的耐受性。将橙子与橙子比较柑橘的故事始于数千万年前,当时印度板块相对快速地向北移动,直到与亚洲碰撞。随着印度板块和欧亚板块的碰撞,整个地区隆起,形成了喜马拉雅山脉。这次隆升还在包括印度东北部、缅甸和中国南部在内的地区创造了一种新的气候——在潮湿和干燥之间交替。动植物被迫适应这种地质上突然的变化。而一种古老的橙子祖先恰好处于有利位置,可以利用这种变化。它非常耐寒,有坚硬的外皮,内部有小囊来储存水分。人类最古老的文字中就有关于柑橘的记载;它们出现在罗马马赛克和其他古代艺术形式中——甚至在《圣经》中也有提及。然而,柑橘的起源故事仍然备受争议。一个世纪以来,一些人声称这种水果起源于印度。另一些人则声称它来自中国。最近,科学家们甚至声称这种水果起源于澳大利亚。科学家们甚至辩论这个物种是否应该被归类为柑橘。“很多这都是基于猜测、先入为主的观念,有时甚至是带有文化偏见的观点,”佛罗里达大学的柑橘育种家和遗传学家弗雷德·格米特 (Fred Gmitter) 说,他是《自然》杂志研究的国际团队成员。“我们终于有机会平息这些猜测了。” 甜度该团队从在中国云南省发现的一个八百万年前的柑橘化石开始。这种现已灭绝的物种作为起点,展示了进化树的各个分支——每一个分支都代表一种不同的、独特的果实——是如何分叉的。柚子就是其中一种重要的水果。通过研究它的基因,科学家们了解到,数百万年前,一次基因突变使它与一种味道更酸的近亲分化,开始产生更甜、更大的果实。这鼓励了鸟类和动物,最终也鼓励了人类,去食用这种美味的水果并携带它的种子,从而使柚子得以繁衍。这也让我们联想到甜橙。根据《自然》杂志的研究,甜橙的起源不超过一万年前——甚至可能更晚。科学家们认为,橙子起源于亚洲,是柚子和另一种古老的柑橘物种——柑橘——的天然杂交体。起初,可能是猴子和其他动物在传播它,但最终人类成为柑橘进化的主要推动力。“如果你想想是什么会促使人们想要在他们的洞穴或小屋或他们居住的地方附近拥有柑橘,”格米特说,“那就是更大、更甜的水果。”它和其他如今常见的品种,如柠檬,也受益于另一次基因突变。许多物种是合子形的——它们产生的种子会产生独特的个体树。但这种新水果的种子却产生了自身的克隆。“如果父母走到一起生了100个孩子,每个孩子都会不一样,”格米特解释道。“如果你种下一个甜橙并生了100个孩子,每个孩子都会是同一个孩子。”并且每个孩子都将与母亲完全相同。 西柚海盗所有这些进化都发生在柑橘离开亚洲之前,但有一种水果独特地出现在美洲:那就是西柚。在古代,柑橘经常沿着丝绸之路传播。欧洲人最终将它们带到世界各地,并在新的殖民地种植柑橘树。但在巴巴多斯岛的一次柚子种植中,它与甜橙发生了杂交,产生了一种白色果肉、味道苦涩而独特的后代。这就是西柚。一位名叫奥代特·菲利普伯爵 (Count Odet Phillipe) 的人非常喜欢这种变种。在19世纪,作为早期欧洲定居者,他把它带到了如今被称为佛罗里达州坦帕湾附近的萨菲特港。我们对这位相当波西米亚、热情奔放的人物知之甚少,他声称自己不仅是伯爵,还是海盗、外科医生和法国国王路易十六的侄子。这些说法可能都不是真的。但显然他对这种水果很大方, freely 将种子赠予他人,直到种植者们将它从佛罗里达种植到德克萨斯,最终种植到加利福尼亚。多年来,西柚又发生了一些变化,出现了粉色甚至红色的果肉,以及带有红晕的外皮,这再次归功于基因突变的一点帮助。格米特说,现在合作已经填补了柑橘进化的大致轮廓,他们希望回到并研究一些更不寻常的野生物种——比如那些不知何故自然而然地进入日本的柑橘品种。虽然科学的价值并不总是能立即体现出来,但格米特认为了解柑橘的进化历程最终可能会产生更实际的影响。“这里的信息中没有柑橘绿化病的治愈方法,但我们现在拥有了六十多种柑橘的基因目录,”他说。“这为可能找到解决方案的过程提供了信息。”编者注:本故事已根据早期版本进行更正。西柚是通过杂交产生的,而非基因突变。

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