普通小麥：農田植物的演化奇跡

史軍

在糧食世界中，有一些可以稱之為奇跡的存在。比如袁隆平院士研究出的雜交水稻和影響世界歷史的馬鈴薯。但是，很少有人知道，我們平常吃的小麥其實也是這樣一種存在，是大自然和人類共同努力的結果。農田里，一場生物演化和文化交流的“大戲”正拉開帷幕……

普通小麥：多個物種的結晶

在7000年前，中東地區的農夫就開始收集和種植小麥了。不過，那時的小麥并不是我們今天吃的小麥，而是野生的一粒小麥。跟現在的小麥相比，一粒小麥的產量要低得多，但是，比其他野生禾草要多很多。

在種植過程中，一粒小麥同農田邊的擬斯卑爾脫山羊草雜交，產生出二粒小麥。細心的農夫把這些籽粒更飽滿的種子收集起來，開始播種。再后來，不安分的二粒小麥又同田邊的粗山羊草交流了一下“感情”，于是它們的愛情結晶，真正改變世界食物格局的普通小麥誕生了。

沖破生殖隔離的幸運植物

在講述普通小麥演化過程之前，我們先要了解一個概念——生殖隔離。生殖隔離指不同種群之間在自然條件下不能交配，或者即使能交配也不能產生后代或不能產生可育性后代。

植物的生殖隔離通常有兩種途徑：一是避免自己的花粉落在其他植物的雌蕊之上。很多蘭花精于此道，它們會“雇傭”特定的傳粉動物，讓動物把花粉放在特定的位置，來實現精準投遞。二是即使奇奇怪怪的花粉落在雌蕊上，產生意外的結合，下一代也很快就會死去。比如各種靠風傳播的植物，包括小麥、水稻以及各種禾本科植物。

小麥屬和山羊草屬植物雜交形成普通小麥示意圖

生物的染色體就像汽車的4個車輪，左邊一組來自父親，右邊一組來自母親。每種動物染色體的數量和形態都不一樣，這就好比，不同汽車的車輪大小是不一樣的。但是同一輛車，只有裝配大小相同的車輪，才能正常行進。不同的物種擁有不同的染色體組。比如騾子繼承的兩組染色體，一組來自馬，一組來自驢。這就如同一輛車，配備了大小不同的輪子一樣。但是在騾子產生精子或卵子的時候，兩組染色體要重新進行分組和配對，這就是染色體的自由組合規律。就如同大小車輪“雜糅”到一起，汽車必然無法行駛。這就是騾子不能繁育后代的原因。

神奇的染色體加倍事件

由此看來，禾本科植物之間也應該有嚴格的生殖隔離。那么，普通小麥是如何從3個物種的結合中產生的呢？

這就要提到染色體加倍事件。分別來自物種A和物種B的染色體的雜交物種AB，無法順利產生精子或卵子。換句話說，擁有奇數染色體組的情況下，無法正常產生精子和卵子。人類培育出的三倍體無籽西瓜就是利用了這個原理，獲得了沒有種子的果實。

但是，在特殊情況下，細胞分裂時，染色體也隨之分裂，由于沒有紡錘絲（牽拉染色體分離的蛋白質細絲）把細胞拉向兩極，故染色體仍留在細胞中央，成為一個重組核。同時，由于無法形成細胞的初生壁，導致整個細胞沒有分裂，而僅僅是染色體一分為二，便形成了染色體加倍。

普通小麥并不是一個簡單的、一成不變的物種（繪圖/ 駱玫）

小麥體內的3套染色體

通過染色體加倍事件，就出現了雙倍染色體AABB。而擁有這種染色體的生物就可以繁育可育性后代了。普通小麥在演化過程中就經歷了這樣的事件，擁有了6組染色體，被稱為異源多倍體。

特殊果實催生特殊廚藝

小麥籽粒的營養非常豐富，但是要想獲取其中的能量卻不是一件容易的事情。因為與絕大多數麥類作物一樣，小麥的籽粒有著特殊的結構——豐富的淀粉和蛋白質的胚乳被一層結實的外殼（種皮和果皮愈合在一起）包裹了起來。直接生嚼小麥籽粒并不是一個明智的做法，要想獲取營養，就必須剝開這層外皮。

2015年，意大利佛羅倫薩大學的科學家在意大利南部發掘出了一塊石板。這塊石板還殘留著一些燕麥淀粉結晶。科學家經研究發現，大約3.2萬年前，這塊石板的主人使用它來磨碎燕麥，顯然是為了更好地食用這些籽粒。

通過在顯微鏡下進行的進一步觀察，研究者們還發現出現膨脹、糊化跡象的淀粉顆粒。這表明，古人在研磨這些谷物之前曾對它們進行過加熱處理。研究者指出，加熱可能是為了讓新鮮谷物更快干燥，同時方便研磨加工。

小麥的籽粒被一層結實的外殼包裹著

這塊石板的發現，將人類制造面粉的時間向前推了一大步。可以說，人類祖先在還沒有鍋碗瓢盆這些廚具的時候，就已經在制造面粉了。而制造面粉的目標，就是為了更好地獲取禾本科作物籽粒中的能量。

大約在4000年前，小麥進入中國新疆地區。但是進入中原又是1000年之后的事情了。原因是到了漢朝之后，石磨加工技術逐漸傳入中原地區，小麥才被有效地轉化成面粉，最終變成了面條的“鼻祖”湯餅，以及饅頭的“鼻祖”炊餅。至此，人們對于小麥的追求不再局限于填飽肚子，還有更好的口感和賣相。

小麥的演化與傳播不僅豐富了我們的餐桌，更催化了食品加工技術的發展。了解到它神奇的歷史之后，我們是不是就更應該珍惜每一粒糧食了呢？

知識拓展?

饅頭和面條：小麥在中國的終極形態

為什么西方人把小麥變成了面包，而中國人把小麥變成了面條和饅頭？也許你認為這只是口味和飲食文化的差異。但是，這里面存在著一個本質的問題——那就是燃料和水決定了烹飪形態。

先說燃料的問題。面包需要用“烤”的方式烹飪，面條和饅頭需要用“煮”和“蒸”。中國古代建筑對木材的需求量極大，再加上農田開墾，可利用的優質燃料就更少了。因此使用烤這樣的烹飪方式就不合適了，畢竟不是什么木材都適用。

提高燃料利用效率的方式就是，通過加熱水來烹調食物，這就是所謂的“煮”了。中國古代的制陶技術和青銅技術發展得很快，自然在煮的器皿上不是問題。

其實中國人在接觸面粉之前，就學會了“蒸”這種技術。但是黃河流域的水不宜直接煮，因為有一些土腥氣。如果換成蒸的話，就沒有這么多問題了。靠近山區的居民習慣“煮”，而靠近平原江河的居民多用“蒸”，就是出于這個原因。