前沿进展|多学科研究视角下墨西哥早期辣椒属植物的驯化过程

文摘   2024-11-27 11:10   北京  
辣椒属最近的共同祖先分布区位于北安第斯山脉地区,包括委内瑞拉、哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁。在人类到来之前,中更新世和更新世的扩散可能将野生物种带到了加勒比海、中美洲、墨西哥和美国。现今辣椒在墨西哥的烹饪传统中扮演着不可或缺的角色,然而传统模型主要关注玉米和豆类等主粮作物,忽视了非主粮作物以及墨西哥西部和中美洲传统农业中心以外的其他地区。

2024年11月11日,发表在PNAS上一篇文章通过多方法结合揭示了辣椒在墨西哥地区的驯化过程。该研究由美国阿拉巴马大学、墨西哥生态研究所、以及墨西哥韦拉克鲁斯大学和恰帕斯科学与艺术大学等单位共同合作完成。


该研究主要整合了来自考古学、民族植物学和生态学多条证据(图1),揭示了墨西哥地区,辣椒(Capsicum annuum var. annuum L.)在时间和空间上的驯化过程。

图1 该研究使用的多种证据概述

对采集自各个地区的现代辣椒种子进行了广泛的研究和调查,包括植物所在的自然栖息地以及围绕其种植和使用的文化习俗。

并收集了辣椒种子的定性和定量数据,进行了二次判别分析(QDA),对前哥伦布时期和历史时期的130个考古样品进行分析(黑星),发现存在一个逐渐从野生种到栽培种的驯化过程。

图2 现代(彩色点)和考古(黑色星)辣椒种子的QDA分析图

在分析C. annuum var. annuum 随时间变化的形态学差异时发现一个清晰的模式:在前古典时代为野生辣椒(C. annuum var. glabriusculum)。在古典时代和后古典时代,辣椒种子形态多样性增强;在殖民和后殖民时代,辣椒种子主要与现代商业栽培品种的种子相似。这一过程体现了人类对辣椒种子形状的选择和巩固。
根据生态位模型对C. annuum var. annuum, C. annuum var. glabriusculum, 和 C. frutescens三种辣椒从20,000BP到现在的气候适应性变化进行重建。在晚冰期极盛时期,气候条件较为凉爽干燥,限制了这些喜暖类群的辣椒的适宜栖息地。在全新世气候变暖湿,适宜辣椒生长的区域有所扩大。


最后将生态位模型和墨西哥古代遗址数据进行整合。发现从古至今尤卡坦半岛和南部沿海的格雷罗一直保持着适合野生辣椒生长的气候条件,并与古代人口密集区相吻合,凸显了它们在辣椒的早期使用和驯化中的潜在作用(图3)。

图3 墨西哥考古遗址与辣椒气候适宜性地图的叠加图


该研究强调了多学科视角的必要性和前景,将生态学、地理学、植物学、遗传学、考古学和人类学结合起来,以捕捉作物驯化的复杂动态过程。为我们理解古代植物驯化及其与人类和自然环境之间互动的过程提供了重要的启发。

(原文链接:https://www.pnas.org/doi/suppl/10.1073/pnas.2413764121)

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翻译/李瑞雪

编辑/李瑞雪

审核/尚雪

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