墨西哥的小农户如何保持玉米的遗传多样性

“农民”正在推动北美玉米的进化

来自墨西哥中部的彩色玉米。

和他的父母、祖父母一样,埃迪尔伯托·“贝托”·加西亚·昆卡从小就开始耕种土地。作为“农民”——西班牙语中对家庭农户的称呼——的后裔,他仍然在他母亲留给他的位于墨西哥普埃布拉州圣玛丽亚萨卡特佩克镇的五英亩小块土地上种植玉米。他还种植豆类以保持土壤肥沃,并依靠雨水灌溉作物。

在雨季,加西亚·昆卡会选择他上个周期储存的种子,将它们种下并照顾幼苗。将这一过程乘以墨西哥数百万的其他农民,你就会得到数十亿种基因不同的玉米植株——每种植株都暴露在各种各样的环境中,并受到独特的选择措施的影响。

这场进化实验已经进行了数千年。最近的一项研究表明,小型农户的努力产生了北美玉米的大部分遗传多样性。研究人员表示,面对更具侵略性的天气威胁,这一发现来得正是时候。“这更进一步了,”墨西哥国立自治大学的植物种群遗传学家丹尼尔·皮涅罗说。“家庭农户不仅在保护玉米的[遗传]多样性,”皮涅罗说,“他们还贡献了更多的多样性。”


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在这项研究中,墨西哥国家生物多样性知识与利用委员会的社会科学家毛里西奥·贝隆和他的同事使用了来自2010年雨季的政府数据——这是最后一次进行全国人口普查的年份。该团队缩小了玉米产量达到每公顷三吨的城市——换句话说,就是那些人们仍然种植自己的食物和栽培本土品种的地方。然后,研究人员估计了商业规模生产玉米杂交种的面积。

研究人员在8月份发表于《英国皇家学会会刊B》上的报告称,在雨季,墨西哥的商业玉米种植者种植了约320万英亩,其余的——超过1150万英亩——由农民种植。利用之前的估计,贝隆的同事还能够计算出,仅在2010年,墨西哥的家庭农户就种植了大约1380亿株基因不同的玉米植株。本土玉米在各种温度、海拔和坡度下的驯化使得稀有突变得以发生,否则这些突变就会消失,贝隆指出。“农民正在产生一种对他们、对国家以及考虑到玉米的全球重要性,对全世界都至关重要的进化服务,”他说。

科学家们说,这种以传统做法为基础的耕作方式,例如将种子从一个季节保存或分享到下一个季节,已经使墨西哥拥有了59个本土玉米品种:各种大小和颜色的苞片和玉米棒的聚宝盆,从深紫色到奶油白色,再到粉红色到发光的橙色。这种多样性在美国——世界上最大的玉米生产国——很少见。“你去爱荷华州的农场,那里可能有300万株植物,但它们的基因都是相同的,”加州大学戴维斯分校研究玉米进化基因组学的植物遗传学家杰弗里·罗斯-伊巴拉说,他没有参与这项研究。由于美国农民购买种子而不是自己种植, “就没有机会让进化发挥作用,”他补充道。

基因库是存储植物种子的安全场所,以备自然或人为灾难之用,它们也不是观察进化进展的理想场所。将种子包装在诸如斯瓦尔巴全球种子库之类的存储设施中,该种子库位于挪威北极冰冻土壤深处,可以为研究人员提供作物在特定时间的外观快照。但是,不能保证这些样品中种子所代表的遗传多样性与人类在30年后将要遇到的环境相关。在贝隆和他的团队看来,这使得农民的农业不可替代。其他人也同意:“如果我们想为不断增长的人口种植食物,我们需要一个灵活且能够适应不断变化的环境的农业系统,”罗斯-伊巴拉说。“并且有很多很棒的新技术可以提供帮助。但是我们不应该忽视这个已经存在数千年的令人印象深刻和惊人的资源。”

2004年,加西亚·昆卡决定在美国碰碰运气。他用自己收获和保存的玉米做了一堆玉米饼,并把它们带在了旅途中。在明尼苏达州的一个奶牛场工作了八年,那里完美杂交的黄色玉米田映入眼帘。它们看起来与他母亲的小块土地截然不同。现在回到墨西哥,他拒绝使用杂交种子播种他的土地。他说,它们太贵了。而且它们比他长期以来一直知道的本土玉米需要更多的水和关注。

“我们习惯了我们的种子,”他说。“我们对改变它们不感兴趣。”

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