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美国犹他州发现北美洲最早食用野生马铃薯的证据

美国犹他州发现北美洲最早食用野生马铃薯的证据

说到马铃薯,你会想到什幺?是可口的薯饼、酥脆的薯条,还是吃了让人停不下来的洋芋片呢?你可曾想过,这种与人类生活密不可分的食材,是何时开始进入人类的生活呢?一般认为:马铃薯是发源于 7 千多年前的南美安地斯山脉。然而,位在美国犹他州南部,一座名为艾斯卡兰特(Escalante)的小镇,它在科学发展史上原本名不见经传,但近期一项新的考古研究发现,在这座小镇中找到的证据,可能改写马铃薯的驯化史。

来自犹他自然史博物馆(the Natural History Museum of Utah,NHMU)与犹他大学的红丘花园(Red Butte Garden)的研究人员,他们在发现于艾斯卡兰特、距今 10,900 年前的古石器中,找到了残留在裂缝里的澱粉粒,这也是北美洲最早食用野生马铃薯的证据。这项考古证据首度证实了马铃薯在美国西南部就有本土种,学名为 Solanum jamesii,它在远古时代就被人类视为重要的粮食资源。该研究团队综合来自古石器、民族誌的文字纪录与现代园艺学的证据,做出以下结论:此地的犹他居民早在一万年前就开始断断续续食用这种植物。有趣的是,艾斯卡兰特地区被早期移民称为「马铃薯谷」,这也恰巧呼应这个论点。

许多美洲本土的印第安部落,包括:阿帕契(Apache)、霍皮(Hopi)、卡娃伊克(Kawaik)、纳瓦霍(Navajo)、南派尤特(Southern Paiute)、特瓦(Tewa)、齐亚(Zia),以及祖尼(Zuni)等部族,都会食用 Solanum jamesii 野生马铃薯。他们使用各式各样的方式来烹调,像是水煮、磨成粉末,还会以泥土与之混合来减少苦味,有些族人还会在菜园中栽种这种马铃薯。

这段漫长的历史显示这种野生的马铃薯可能经过运输、栽植,甚至是驯化,若真是这样,S. jamesii 这种植物将会成为第一种在美国西部驯化的作物。为了釐清真相,该研究小组正与美国农业部(the United States Department of Agriculture,USDA)的遗传学家展开合作,这群遗传学者目前正致力于从 S. jamesii 的 DNA 中,找出提供耐旱性与耐病性的基因,并希望用来改良现有的马铃薯品种,使其拥有更强的环境适应力。因为早在 19 世纪时,就曾爆发马铃薯晚疫病(late blight),席捲了全欧洲,造成马铃薯大量死亡而欠收,最终在爱尔兰导致大饑荒。为了防範历史重演,我们必须先做好準备,防患于未然。

此篇研究报告已于 7 月 3 日发表于 《the Proceedings of the National Academy of Sciences》 期刊,第一作者丽斯贝丝·劳德巴克博士(Lisbeth Louderback)说,这种野生马铃薯可能与我们现在食用的马铃薯同样重要,不仅因是古代的粮食作物,且也有潜力在未来成为重要的食物来源。这种马铃薯本来在艾斯卡兰特是一段被遗忘的尘封历史,研究目的就是要将这段过去公诸于世。劳德巴克女士现任犹他大学的考古学助理教授,同时也是犹他自然史博物馆的考古学馆馆长。

当 S. tuberosum 遇上 S. jamesii

我们现在每天在商店採买的各式各样马铃薯,其实都是来自 S. tuberosum 这种马铃薯的不同品系,而这种马铃薯乃距今 7 千多年前在南美的安地斯山脉地区驯化而成。在那之后,S. tuberosum 马铃薯便慢慢在全世界发展出红色、黄褐色,以及其他在市场上数以千计的不同品系。

这项最新的报告,研究对象则是 S. jamesii,它是一种生长于美国西南部的四州交界点(此处乃是犹他、科罗拉多、新墨西哥和亚历桑那,此四个州的交会点)的马铃薯,好生于橡树、山艾树或是矮松的林荫地。这种俗称为四州交界点马铃薯之植物,最大的族群散布在新墨西哥州高地,有翠绿叶子与小巧玲珑的白花。然而,这种植物在犹他州只零星独立生长在考古地点附近的区域,显示它们并非原生于此,而是被古代人带来这个区域种植。艾斯卡兰特地区仅有此种植物的 5 个小族群,其中一个就位于距考古地点仅 150 公尺处,一个称为北河园(North Creek Shelter)的地方。该研究团队已获得当地社区民众的支持,一起共同保护这稀有的植物,藉此保存他们的文化遗产。

这篇报告的共同作者,同时也是红丘花园的保育主任的布鲁斯·帕福利克(Bruce Pavlik)表示,要说服一般民众重视某种稀有植物很困难,但这种植物与原住民、早期拓荒者以及当地民众有密不可分的历史渊源。在某种程度上来说,我们应该把它视为古蹟般珍惜并好好维护。

古代的食物加工处理机:上磨石与凹面磨盘

劳德巴克博士分析来自艾斯卡兰特谷地内的北河园古石器,该地区也是犹他州最古老的考古地点之一,拥有 1 万 1 千年历史。当时此地的居民大多数是猎人与採集者,直到弗里蒙特(Fremont)与古普韦布洛(Ancestral Puebloan)文化传到此处,人们才开始耕种作物。时至今日,南派尤特族与早年移居于此的摩门教徒后裔成为此地主要的居民。

考古学家利用由觅食理论衍生而来的数学模型,来描述古代人们是如何搜寻食物资源。他们使用这套名为饮食广泛度的模型,将食用动物与植物依照所含能量以及要获取该项食物需付出的劳力排名。食用 S. jamesii 这种植物的发现,为古代人的饮食清单添上重要一笔,这点长久以来都被我们忽略了!究其原因,很有可能是因为块茎类的食物在古代保存并不容易,它不像兽骨或玉米穗有较坚硬的组织,块茎全是由容易随时间分解的软组织构成,所以不容易发现它的痕迹。儘管如此,它是高热量食物,能提供人类许多能量,因此,对了解古代人的生活方式而言,它有举足轻重的地位。

劳德巴克博士检视了称为凹面磨盘(metates)的大型砂岩厚石板,以及名为上磨石(manos)的手持式研磨器,古时候的人们即是运用这些工具来处理食物。她透过显微镜观察,在上面发现了澱粉颗粒,是之前的考古学家从未发现的!她表示:当时人们利用这两样器具来研磨植物组织,过程中有一些颗粒卡在细小的裂缝中,因而得以保存数千年至今。现在考古学家得以运用化学药品与现代的显微镜及高阶的成像技术,来为这些颗粒验明正身。

所有植物的澱粉颗粒都具有同心圆状纹路,由内向外像年轮般生长,生长的起始点在一处称为脐(hilum)的位置。大多数植物的澱粉粒,脐都位在颗粒中心处,然而,劳德巴克博士在显微镜下所观察到的澱粉粒,脐却不在中心上!在四州交界点这个区域,仅有少数几种植物具有此特徵的澱粉粒,而 S. jamesii 就是其中之一。

她与当时 NHMU 的博士后研究同仁,现任爱荷华州柏伊西州立大学(Boise State University)讲师的妮可·贺佐格(Nicole Herzog),共同分析现存 S. jamesii 的澱粉粒,并由偏离中心的脐为起点,一步步建立出足以区别出这种野生马铃薯的五大特徵。过程中她们一共分析了现生 3 个族群的块茎,每个块茎取样 100 个澱粉粒。最后得到以下结论:只要澱粉粒具有这 5 项特徵,它就一定是来自 S. jamesii 。之后,劳德巴克与帕福利克两人检视了所有在北河园古石器上发现的澱粉粒特徵,在全部 323 个澱粉粒中,有 122 个具有偏离中心的脐,而在那当中,共有 9 颗确定来自 S. jamesii,另外还有 61 颗,也极有可能是来自这种植物。

四州交界点马铃薯的未来

美国农业部马铃薯基因库(Potato Genebank)的研究团队,早从二十多年前便开始研究 S. jamesii 的遗传学,而该研究小组目前正与之展开合作。未来的研究重心将放在了解四州交界点此地区的基因歧异度分布模式,希望藉此找出 S. jamesii 究竟是被带到此地,还是在此地被人类栽培,甚至是驯化的相关线索。

研究人员希望能让艾斯卡兰特当地的居民,都能在自家院子种植这种稀有的野生马铃薯,藉此达到保育这种植物的目的,但他们首先必须解开生态上的谜团:它的授粉者是谁?又在什幺样的条件下,有利它进行有性生殖?帕福利克主任表示:我们目前积极与当地居民沟通与宣导,灌输他们好好珍惜这项宝贵资源的观念,并教导他们认识这种植物的外部特徵与生长环境,以及它所特有的历史价值,期许每个人都能成为四州交界点马铃薯的守护者,让它世世代代传承下去。


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