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由香蕉引发的文明史瞎想

 RK588 2020-07-12

香蕉味道甜美,营养丰富,深受很多人喜爱。全球香蕉总产量每年可达1亿吨以上,是世界产量排名第二的水果。可以说,香蕉是人类最为熟悉的水果之一。到目前为止,世界各地香蕉的栽培品种数量超过1000种,发现的野生种约60种。

那么,问起香蕉的主要产地,大家最先想到的是什么地方?非洲,东南亚,还是美洲?

如果再给大家出道单项选择题:香蕉最早驯化(变得可被食用)的地区是哪里?大家会选哪一个?

  1.  东南亚

  2. 中国华南地区

  3. 巴布亚新几内亚

  4. 非洲

  5. 拉丁美洲

  6. 欧洲南部

野生种的蕉类,一般是不适合人类食用的。所有人类喜爱的香蕉品种都是经过人工培育和筛选的无籽香蕉,而这些栽培品种都是从一小部分野生香蕉品种中驯化而来的。香蕉的驯化是将充满果核的香蕉果实无核化的过程,让香蕉果实在没有授粉的情况下生长,形成我们日常消费的无籽香蕉。

 野生香蕉充满种籽(右),驯化香蕉没有种籽(左)。

野生香蕉的分布范围十分广泛,从印度到所罗门群岛的广大热带地区都是野生香蕉的原产地。香蕉的驯化也发生在这一区域内。大部份栽培香蕉的原种(progenitor)主要是起源于东南亚及南亚等地区的小果野蕉(Musa acuminata)和野蕉(Musa balbisiana)。特别是小果野蕉(Mus acuminata)的遗传特征,在当今已知的绝大多数栽培品种中都可以找到。驯化香蕉的最早考古证据来自巴布亚新几内亚的Kuk Swamp,距今已有至少7000年的时间。

野生香蕉的分布范围

繁殖方式

像人类一样,野生香蕉也是二倍体,也就是说,它们每个带有基因的染色体都有两个副本,每个亲本都有一个。香蕉具有单性结实的能力,可以在没有授粉的情况下结出果实。这种无粉结果的能力,为人类培育出可食用的无籽香蕉奠定了基础。

与人类不同的是,同为二倍体的香蕉有两种生殖方式:有性生殖无性生殖

一般而言,行有性生殖的生物会从雌雄亲代各得到一套染色体,称为二倍体,当生物体内拥有多于两套染色体,便形成所谓的多倍体。这种情形在动物界并不多见,但在植物界相当普遍。多倍体的植株形态表现程度常超越亲本或祖先,其根、茎、叶、花及果实等器官都要比原二倍体植株更为粗大,生长势也较强。我们在市场上见到的一些较短或细的香蕉,例如蛋蕉和美人蕉,即为二倍体,而我们最常吃的北蕉和芭蕉则是三倍体,因此看起来较粗也较长。

美人蕉和北蕉 

很早之前,人们就在农作物育种时发现一个不得了的现象:许多植物在遭受到不明环境物质刺激(如低温、射线和化学药剂等)时会发生染色体加倍现象,即细胞内原有的全部遗传物质(统称基因组)都多了一倍甚至两倍。对这些植物而言,由于控制生长、营养及糖分合成的基因多了一倍以上,植株的茎秆往往更加粗壮,叶片、果实和种子更加巨大,糖类和蛋白质等营养物质含量都显著增多。太空搭载实验中带上太空的各类种籽,也是为了利用太空环境中的微重力和高能量辐射来诱导种籽基因变异,以期能培育出强于祖本的改良品种甚至突变出新的物种。

太空育种的南瓜

错配的染色体

正常情况下,二倍体生物在繁殖过程中会透过减数分裂形成单倍体的配子。然而,香蕉会受诸如日照、温度、湿度等环境因子的影响,没有成功进行减数分裂,从而产生出2n型的双倍体的配子。这些双倍体配子的卵或花粉与其他单倍体配子的花粉或卵结合时,会产生染色体数是2n+n=3n的三倍体香蕉。由于是杂交的三倍体,减数分裂时染色体配对不容易成功,使得香蕉果实的种子无法发育,从而产生了无籽香蕉。这个二倍体变三倍体的过程中,产生了三个主要的基因组:AAA,AAB和ABB。

三倍体香蕉是如何产生的

有些野生蕉具有单性结实的能力,这种野生香蕉会产生无籽的香蕉果实。但是由于单性结实没有授粉,所以不会产生有繁殖能力的种子。因此,具有单性结实能力的野生香蕉无法大面积长期存在于自然环境中。人类最早可能是为了可食性,而挑选这类籽少果肉多的野生蕉进行驯化。通过移植野生香蕉的侧芽对其进行无性繁殖,从而培育出了可食用的无籽二倍体香蕉。

最早的蕉农优先繁育种子少的野生香蕉,这一行为有助于野生蕉不育的基因得以出现并延续。而三倍体香蕉的出现,进一步令香蕉的有性繁殖变得极不可能。从那时起,早期蕉农会重点培育表现出理想性状的突变植物,令其进一步产生更丰富的多样性,并且将性状稳定的二倍体和三倍体栽培品种形成亚组长期种植。

当然,也有四倍体香蕉品种被培育出来。四倍体品种虽然产量不错,但果肉常带有种籽,果实品质也未达商业标准。市面上最常见的四倍体香蕉是人工培育的Goldfinger香蕉。

金手指香蕉(Goldfinger)

目前,我们在市场上见过的香蕉,一般为华蕉(Musa cavendishii)和粉蕉(Musa ngu),这些品种都是人们将小果野蕉及野蕉进行反复杂交导致染色体加倍后的三倍体香蕉。

常见的香蕉品种

怎么判断古代的香蕉是驯化还是野生?

香蕉(Musa spp.),原产于东亚、东南亚,南亚和大洋洲北部,有着高度复杂的驯化历史。根据植物考古学方法来推断植物栽培和驯化活动主要有两种方法:1. 某种香蕉出现在了其自然范围之外,例如非野生香蕉原产地的非洲,其香蕉品种一定是人工培育出来的;2. 植物遗存显示香蕉某些部位的频率有明显变化,比如香蕉种子所产生的植硅体由丰富到消失。

植硅体(phytolith),是存在于多种高等植物细胞或细胞间隙中的显微结构小体,其主要成分为二氧化硅,高等植物的根系在吸收地下水的同时,吸收了一定量的可溶性二氧化硅,这些二氧化硅经过植物的输导组织输送到了茎、叶、花、果实等处,在在植物细胞间和细胞内沉淀后形成了植硅体。植硅体的大小和形状与植物种类与部位有关,其形态具有鉴定意义,可以用来鉴定植物的种类。由于植硅体数量众多,且耐腐蚀容易保存在考古地层与遗物中,因此常用来鉴定史前栽培植物。

植物体分析对香蕉栽培和驯化的考古研究做出了许多贡献,例如追踪香蕉栽培和驯化发生,区分不同类型的香蕉品种等。不同种类的香蕉以及香蕉树不同部位会产生的不同的植硅体。研究人员对不同的香蕉植硅体进行形态测量和形态分析,可以区分识别某些特定品种和特定部位产生的植硅体。因此,香蕉种子的植硅体可以与来自其他部位的植硅体区分开来。

 香蕉叶独特的火山口型植硅体

如果在一个考古遗址中的所有底层都发现了大量的香蕉植硅体,并且在早期的地层中发现了大量香蕉种子植硅体,但是在晚些时候的地层中香蕉种子植硅体却突然消失了,那么这就表明在晚期时候人类完成了对香蕉的驯化,培育出了无籽香蕉。如果无籽香蕉的种植持续了很久,并且还在考古遗址中发现了与之配套的水利设施,农具,居址等遗迹遗物,那么甚至可以说明在当地已经存在了专门种植香蕉的农业的发生。而农业是构成人类早期文明产生的重要基础之一。

根据目前的香蕉分布和遗传分析,现在的证据表明巴布亚新几内亚及邻近地区在香蕉的驯化过程中发挥了关键作用。考古学中的植硅体证据也有力地支持了这一点。巴布亚新几内亚是人类最早驯化香蕉的地方。在距今7000年前,巴新人就已经驯化了野生香蕉,并且产生了了以芋头和香蕉为主的热带农业。

常见的认知谬误

相信在了解香蕉的原产地和驯化过程之前,大多数人都会想当然的认为最早培育香蕉的地方应该是大家耳熟能详的地区,比如非洲,东南亚,或者中国,很少有人会想到是地处大洋洲一隅的巴布亚新几内亚。

与香蕉的认知类似,早些时候,我们常见的稻米也被认为是最早起源于印度,或者东南亚某些地区,然后驯化稻米和种植技术被传入中国和世界其他地区。甚至有些学者还据此来论证东南亚地区的文明发展史早于中国。

而现在的考古学和基因学研究均表明中国长江中下游地区才是稻米最早驯化的地区,最早的稻作农业也发生在长江流域。稻米种植技术发展成熟之后,随着族群的迁移传播到了东南亚和印度。这些考古发现和认识,证明中国是最早出现农业的地区之一。

稻米和香蕉的故事说明,在很多时候,就连人类群体中最顶尖的那些头脑也会被先入为主的概念与想法影响和干扰,无法做出正确的判断。 

为什么最早的农业和文明产生于东亚和西亚?

农业的产生代表了生产力水平的进步,农业社会比原始的采集狩猎社会能生产更多的食物,供养更多的劳动人口,并由此产生了一定的社会分工。更多的人口使得人类社会必须形成更复杂的政治制度,以及文字用来进行统治。由于有了多余的粮食,人类群体中开始出现不需要从事粮食生产的人,他们可以用多余的时间来进行技术的拓展、文化、艺术,以及战争。而技术和制度进步又进一步推动了生产力水平的发展,至此以青铜铸造、巨大人工建筑、文字系统、玉器文化、社会阶层分化等为特征的早期文明就出现了。因此,最早进行大规模农业生产的东亚和西亚,也顺理成章的诞生了最早的人类文明。

全世界能够独立产生农业并进入农业社会的地方有很多个,东亚,西亚,美洲,巴布亚新几内亚等地区均有独立起源的农业中心。同时,我们发现有些同样广袤,看起来也物产丰富的地区,却没有独立农业和文明的发生,比如撒哈拉以南的非洲,欧洲和澳大利亚。

农业起源的地区

原因是农业的产生需要具备很严苛的先决条件,这些先决条件排除掉了世界上绝大部分地区。如果没有合适的可供驯化的动植物资源,又或气候等先天条件不好的地区,是很难独立发展出农业的。如今我们看起来风景美如画的太平洋岛屿和北欧,以及大部分欧洲地区,对现代人来说是可能是旅游打卡的天堂,但是在人类发展的初始阶段,都是不折不扣的文明沙漠。

以澳大利亚为例,现今12种可食用作物的“始祖作物”,没有一种是原产于澳大利亚。现存的14种食草驯化动物,欧亚大陆有13种。剩下的一种驯化动物是羊驼,在美洲。澳洲连一种可驯化的动物也没有。作为一个气候干旱,大部分地区土壤贫瘠的大陆,澳大利亚本就是农业发生希望渺茫的地方。再加上影响澳洲大部分地区的循环系统,是一种无规律的非一年一度的循环(厄尔尼诺现象),这就使得农业的发生毫无成功希望。

听说有人想要驯化我?

甚至有研究表明,澳大利亚土著到达澳洲之后,在数万年的时间里,他们的生产力和技术水平不但没有提升,反而还下降了,这也说明澳大利亚无法独立地为人类早期农业和文明的发展提供合适的环境。据此也可以看出,人类社会在特定时间和地域内,并不总是向上向前发展的,有时候也会发生较大程度的反复和倒退。

西亚和东亚地区,先天具有丰富的可驯化动植物资源,我们今天常见的小麦驯化于西亚,大米驯化于东亚。且东亚和西亚有规律的一年一度的季节循环也利于植物的驯化和农业的产生。这两个地区可以说是人类文明诞生和发展的天选之地。

水稻和小麦

虽然美洲和巴新地区都有独立的农业起源和发展,但是由于多种原因,与东亚和西亚相比,时间却要晚很多。并且由于地理限制,在相当长的人类文明史中,其农业技术发展并没有与欧亚大陆的主要文明地区产生任何交流。最早产生农业的东亚和西亚地区,也是人类文明最早的诞生地。东亚孕育了延续至今的华夏文明。西亚内部和周边诞生了两河文明和埃及文明。并且由于交通优势,其影响范围辐射可达欧洲和南亚地区。靠近文明中心的欧洲地区也由此诞生了一些的次生文明,如希腊,但那也是人类文明诞生很久之后的事情了。

当然,人类对世界的认知会随着更多的科学发现而不断更正,以上只是一些不成熟的总结和思考。衷心希望能有更多的人为追求了解人类发展的真正轨迹而上下求索。

后记

最近伙食吃的不错,每天的菜都很硬,所以就想买点香蕉来吃。说到香蕉,我又不自觉的想到了香蕉果实产生的独特淀粉粒,还有那显微镜下显眼的火山型植硅体。然后,然后我又想到了很多奇奇怪怪的知识点,以及人类社会宏大又复杂的文明发展史,索性就写一篇文章出来记录分享一下。

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