古代DNA 的研究在植物進展較慢,玉米算是比較多的。這個 2024 年的的論文著重於美國東部,主要問題是:玉米怎麼傳播到美國東部?

The genomic origin of early maize in eastern North America

玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

 

玉米起源於墨西哥,後來向各地傳播,不過傳播不是單向的,應該牽涉複雜的情慾流動。超過 4000 年前玉米便向北前進,進入北美洲的西部。北美洲東部最早的考古紀錄中,玉米在 2200 年前存在,可是又要等到 1000 年前,才明顯有存在感。

 

一大疑問是,為什麼要經歷那麼久,玉米才能在北美洲東部立足?約莫 4000 年前開始,北美洲東部也展開農業,如今稱為「東部農業叢(Eastern Agricultural Complex)」,至少種植 4 款本土的馴化植物。

人口增長帶動古印第安人開始務農

 

玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

 

北美洲東部的居民似乎不缺農耕的動機,為什麼遲遲不種植玉米?一個假說是,原本的玉米品系在東部水土不服,一段時間後才順利適應。 可惜現有證據無法回答上述問題。

 

好在另一個問題已經有清楚的解答,那就是玉米怎麼傳播到北美洲東部?看地圖很容易想像,北美洲東部的玉米,有可能源自美國西部,也有機會源自墨西哥東部,沿著現今的美國東南向東北前進。

 

這個論文取得 32 個新的古代玉米基因組,年代最早為 3390 年前。加上之前 55 個古代基因組樣本,以及許多現代品系一同分析。

 

玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

 

調查重點是美國東部,阿肯色州的 Ozark 地區,包括 10 處遺址 18 個樣本。結果很明確,距今 440 到 1100 年前的玉米,血緣都和更早以前,美國西南部的品系相似。

 

由此可見,最初在美國東部立足的玉米,並非來自墨西哥,而是穿越美國中間,從西部來到東部。 然而,更接近現代,Ozark 地區 275 年前的玉米,也配備類似墨西哥東北方,所謂的「泛美(Pan-American)」血緣。

 

玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

 

這個論文中,墨西哥東北部的 Romero's Cave,2400 年前的樣本遺傳上類似「泛美」品系。另一大血緣,論文以「美國西南」稱呼。

 

中美洲北部,到美國西南部,有些古代玉米,配備不同比例的泛美混血。兩者合體的玉米,至少在德州的 Spirit Eye Cave,2000 年前已經存在。

 

如果將北美洲的玉米,視為美國西南、泛美兩款血脈(分家至少超過三千年),綜合看來,美國西南部,早在 2000 年前已經存在泛美的情慾流動。兩群間的情慾交流,應該是持續的。

 

玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

 

可是 1000 年前傳播到美國東部的,是缺乏泛美混血的玉米。更仔細分辨不同樣本,各自更接近美國西南部的不同地點。

 

從遺傳追溯,屬於「美國西南」的不同品系,至少向東傳播過 2 次,實際上肯定更多。玉米在美國東部成功立足之後,又有「泛美」血脈加入。

 

花費數千年,終於前進東部的玉米,有什麼遺傳適應加成嗎?尋獲唯一明確的目標,是涉及澱粉生產的 wx1 基因。只是可想而知,只有單一基因改變,無法導致根本性的差異。 所以玉米在北美洲,從西邊到東邊的傳播失敗與成功,不只是遺傳的問題。

 

玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

 

上面提到這些亂七八糟的情慾交流,其實和我們關係密切。 如今玉米成為全世界的主要糧食和飼料,而常見品系的兩大基礎,一款叫作 Northern Flint(硬粒種),另一款 Southern Dents(馬齒種),最初都長在美國。

 

歐洲人抵達北美洲時,東部原住民常用的玉米便是 Northern Flint,可謂玉米界的硬漢。遺傳上,它們接近這回的「美國西南」,也就是源自西部,一千年前過後,在東部立足成功的血脈。

 

另一款 Southern Dents 澱粉豐沛,算是玉米界的軟漢。它們血緣接近「泛美」,誕生時間應該更晚,或許是西班牙貿易商從墨西哥引進美國東部,未滿五百年的產物。例如台灣培育的「台農七號」,就是硬漢玉米的衍生型號。

 

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玉米怎麼傳播到美國東部,又衍生出玉米界的美國硬漢?

 

新聞稿:

Ancient maize genomes reveal the early evolutionary history of commercially important flint and dent varieties

 

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