驯化：十个物种造就了今天的世界（3）

　　原标题：驯化：十个物种造就了今天的世界（3）

　　

　　土豆

　　154土豆这种曾经推动印加帝国建立和发展的植物，现在又为中欧和北欧国家的经济发展提供了巨大动力，供养了不断增长的人口，支撑了城镇化和工业化。

　　古代的土豆

　　有一块皱巴巴的灰色薄皮状东西，小得可以放在指尖上。它是那么不起眼，如果你在后院发现，估计会把它当成一小块碎石，或是肥堆里的什么东西（就像一只龙虾洞穴里出来的一块石头一样，没什么不寻常的）。然而，这却是一条非常宝贵的考古证据。

　　这块黑色有机物来自20世纪80年代在智利南部发现的一处名为蒙特韦德的考古遗址。它是南北美洲最古老的、有准确时间记录的人类生活点之一，距今约1.46万年。它几乎和黎凡特的纳图夫遗址处于同一时代，但二者的重要区别是，在此之前数万年，近东地区就已经有人类生活，而人类在蒙特韦德活动的时间要相对较晚。

　　2008年，我和地质学家马里奥·皮诺一起到访了蒙特韦德遗址。他之前曾参与了那里的发掘工作。我们到这一非常重要的地方，是要寻找一片田地。在其附近有一条水流湍急的小溪，名为“钦奇胡阿皮”，长满青苔的岸上有一些绵羊在吃草。我们已经远离英国了，但是，这个似曾相识的地方有如此田园风光，一看到它，我都想去湖区散步了。如果没有马里奥的专业协助，我要找到遗址的准确位置不知道要经历多少困难，因为它已经被完全覆盖起来，并与当地地貌完全融为一体。事实上，我很可能就不会知道那里还有处遗址。

　　马里奥告诉我：“这处遗址就像许多其他遗址一样，是偶然发现的。当地村民在拓宽溪流，当他们运走淤泥、截弯取直时，发现了一些巨大的骨头，然后就将其保存了起来。有两位正在那里旅行的大学生将这些骨头带到了瓦尔迪维亚。”

　　值得庆幸的是，他们带回了这些骨头。后来，人们发现这些大骨头是一种在约1.1万年前已经灭绝的冰河时代动物的。这一发现促使瓦尔迪维亚大学的科学家进一步展开研究。起先，人们认为，这处遗址似乎只是一处古生物遗址，里面有一些更新世动物的残骸。但是，当研究人员开始发现石制工具和其他文物时，情况变得很有意思了。这说明，很久以前，人类就曾在此活动。

　　这处遗址附近都是湿湿的泥炭土，这意味着有机物能够保存得非常完好。在其他考古遗址很快就会腐烂的东西，在这里都得到了保存，就好像保存在时间胶囊中一样。考古学家开始发现了一些残存的木桩插入地里，很快，他们就弄明白，这些木桩是一处建筑（一种小房子）的框架。这栋建筑其实很大，有20米长。在木桩周围的土中，有一些黑色块状有机物，那是用来盖在长长的屋顶之上的兽皮。在屋子内外，考古学家还发现了装满木炭的火坑或火炉的相关证据。这处遗址保存得非常完好，在淤泥中甚至还完好地保存着一个儿童的脚印。在约30米开外，他们发现了一座较小屋子的相关证据，它里面有动植物残骸，包括一只被宰杀的乳齿象的骨头和一些被嚼过又吐出来的海草。

　　这处遗址似乎在被人遗弃之后很快就被埋了起来。在人类离开之后，这片地区似乎就变成了沼泽，很快长满了芦苇。泥炭不断聚集，将这一遗址封存起来，那些珍贵的有机物残骸也得以保存。在村民们决定拓宽河道之前，地下的一切都处于被人遗忘的状态。

　　这处遗址中保存的有机质给了考古学家一个前所未有的机会，使他们能够对古代此地的各种动植物进行考察。曾居住于此地的狩猎采集者就以这些动植物为食。古代蒙特韦德人食用的一些动物现在已经灭绝了，其中包括嵌齿象和古美洲驼；他们还以许多种植物（共有46个不同的物种）为食。这些植物中有四种可食用的海草，有一些是考古学家发现的动物反刍物。另一种可能是，这些海草是被当作药来用的。在这些植物残留中，就有那些小得不起眼的皮质碎屑，它们正是古代野生土豆残留的皱巴巴的皮。人们从小屋中的小火炉或食物堆中总共发现了9块这样的土豆皮。经过对仍粘在其内部的淀粉颗粒进行分析，考古学家证实了它们就是土豆。这些是我们发现的与人类相关的最早的土豆残留物——约1.46万年前，我们的祖先就已经喜欢上了这种不起眼的马铃薯。研究人员在遗址里还发现了非常适合挖土豆的木棍。

　　马里奥说：“我们发现了各个季节的食物。”因此，这个地方似乎不仅仅是一种季节性住处，而是全年都有人住的。这一发现也是很有意思的。因为我们一般倾向于认为，此时的人类还处于游牧状态，只住在临时帐篷里，需要迁徙时就拔营启程。在英国，稍晚的斯塔卡遗址对这一猜想构成了挑战。同样，在南美，蒙特韦德遗址也给了我们核实历史的机会。对于历史——或者，确切地说，还有现状，我们不能去找一个放之四海而皆准的理论；我们也不应低估祖先们的先进程度。在一些地方，人们保持游牧状态是有道理的；而在另一些地方，其环境和资源也意味着，定居于一地是一种非常可行的生活方式。人类的行为会为适应当地生态而发生变化。

　　因为距今久远，蒙特韦德遗址已经引起了一些争议。20世纪30年代，人们在新墨西哥一处遗址中发现了典型的尖形石块。因此，在20世纪，就有一种流行的假说认为，美洲最早的居民是在约1.3万年前到达北美的，当时他们带来了一种被称为“克洛维斯”的石制工具箱。蒙特韦德遗址的时间太早了，明显不符合这一假说。

　　人们对此有诸多批评，认为测定的蒙特韦德遗址的时间不可能是正确的。著名考古学家汤姆·迪耶尔对此很不耐烦。于是，1997年，他邀请了一些著名的考古学同事去亲眼看看这一遗址，然后让他们得出自己的结论。这些考古学家都一致认为，这处遗址确实具有考古意义，而且没有理由怀疑用碳测时法得出的关于该地要比“克洛维斯”文明早的结论。

　　有好几处“前克洛维斯”遗址都给出了确实证据，证明人类在美洲居住的时间要比“克洛维斯”假说认定的时间早得多。蒙特韦德只是其中之一。公认的观点仍然是，最早的殖民者是从亚洲东北经过白令陆桥抵达美洲北部的。在育空北部，有一些非常早的遗址显示，在两万年前的冰河时代高峰期之前，就有人类在如此高纬度的地方生活。但是，当时北美绝大部分地区实际上是被巨大冰层覆盖着的。北美其他地方以及南美的殖民要等到冰层开始融化时才能开始。南北美洲的前克洛维斯遗址显示，约在1.7万年前，最后一个冰河时代高峰期刚一过，人类就开始在美洲拓土了。此时，虽然北美大部仍然被大片冰层覆盖，但是，环境分析显示，太平洋北部沿岸地区的冰已经融化，人们可以沿着这条路线深入美洲。随后，人们向南迁徙，到距今1.7万年到1.46万年的这段时间刚好足以使人们迁徙到智利。

　　南美早期的狩猎采集者是在何时发现藏在土中的小块美味之物呢？我猜时间应该不会太久。

　　挖取植物块茎似乎是一种非常新颖的觅食方法。从树上摘水果和坚果，从海滩岩石上搜集海草——这些明显都是人们觅食的方法。另一种方法是，削尖一根木棒，再用它在地里拨拉着挖藏在地下的食物。从表面上看，这种方法要么非常奇怪，要么是出于绝望，再或者，它也有可能是一种天才想法的闪现。

　　但是，我们的祖先这样做不仅有几千年，而且可能有上百万年了。

　　埋藏的宝物

　　与人类关系最紧密的动物是黑猩猩和大猩猩。这两种生活在树林中的猿猴都喜欢吃成熟的水果，但是，当这类食物缺乏时，它们就以树叶和树干里的植髓为食。六七百万年前，人类和黑猩猩的共同祖先可能吃的就是这些东西。但是，随后，人类的祖先和黑猩猩的祖先分道扬镳。属于我们族谱的那一支猿猴被称为古人类，其特点是直立行走，与其祖先相比，脑容量也越来越大。我们人类是那支多毛的古人类唯一还存活的代表。现在，我们知道，共有大约20种古人类，除了我们，都已灭绝。化石记录中的早期古人类开始出现时，不仅其骨骼已经开始适应直立行走，而且他们的牙齿也发生了变化，与其先辈相比，臼齿更大，釉质更厚。在其他灵长类动物中，牙齿的形状和大小似乎与其日常喜欢的食物关系较小，而与它们在缺乏食物时不得不吃的东西关系更大。这说明，古人类牙齿的变化可能还反映出他们备用食物的变化。这一时期，非洲大片茂密的森林开始变成一小片一小片的树林。环境也变得更加多样——我们的祖先似乎开始对这种与森林相比更为空旷的环境加以利用。

　　热带草原和森林生态系统有着明显差异，但是在地底下，还隐藏着更重要的差别。在热带草原，有许多植物都有“地下存贮器官”——根茎、球茎、鳞茎和块茎。生态学家把坦桑尼亚北部热带草原与中非共和国的热带雨林进行比较后发现，块茎和其他地下存贮器官的密度有很大差异：在热带草原地区，每平方公里有4万公斤，而在雨林地区，每平方公里只有100公斤。我们的祖先是不是在利用非洲日益扩大的草原下面的这些丰富资源？挖取这些块茎等植物器官，人们可以得到一些能量补充，但是却很难吃。它们可能不会是上选食物，但是在困难时期，也能发挥大的作用。我们祖先的牙齿变大、釉质变厚可能就是为了适应这种新的后备食物而发生的变化。

　　现代社会中以搜集食物为生的人充分利用了植物的根、块茎和鳞茎。我有幸曾亲眼看到过哈扎人（当代一个以狩猎采集为生的民族）是如何利用这种食物的。2010年，我参加了一次科考，与人类学家阿莉莎·克里滕登一起到坦桑尼亚一处偏远地区考察一个哈扎人部落。

　　飞机到了乞力马扎罗机场后，我就坐上一辆四驱车出发了。前半程大概3个小时，我们走的是柏油路，经过了一些小村庄。但是，随后，我们左转，突然上了一条土路，在接下来的3个小时里，我在车里被颠来晃去。还好我们的司机佩特罗驾驶技术娴熟，一阵沿着车辙走，一阵开到沙质河床，一阵又开上了陡峭的河岸，最后才到达埃亚西湖畔，这个湖是一个巨大的盐场，几乎没有水。我们朝湖里开，以一个很奇怪的角度陷在了湖边。车根本动不了，我们也无计可施了。

　　时间渐晚，黄昏很快降临。我们可不想在那辆陆地巡洋舰中过夜，于是就给先遣队打电话——他们已经抵达目的地并搭好帐篷。他们随后就开着另一辆陆地巡洋舰来救援，用绞盘把我们的车拖了出来。

　　我们距离宿营地并不远，到那里，我遇到了阿莉莎。她是一位人类学家，已经在那里和当地一个土著狩猎采集部落一起生活了多年，同时对他们进行研究。我们的科考帐篷营地就扎在哈扎人部落附近的树下。我当时以为大家都睡觉了，但是阿莉莎说，哈扎人很激动，想与我会面。所以，就在渐降的夜幕之下，我跟随阿莉莎去了哈扎人那里。她将我介绍给了一群大约20位的哈扎人，我和他们握了手，并说“姆塔那”[1]。妇女们穿着裙子和用亮丽的印制材料做的肯加女服，有几个人还戴着串珠发箍。有些男子穿着T恤衫和短裤，其他人则缠着腰布，戴着黑、红、白色珠子做的项链。所有人的头发都剪得很短。阿莉莎提前让我带了小礼物，于是我就分发给了他们：妇女们给的是用珠子做的小包；男子给的是钢钉，他们会把这些钢钉锻造成箭头。这些人把我当成他们朋友的朋友，热情大方地接待了我。

　　在和哈扎人相处的几天里，我感觉对他们的生活方式了解了许多——虽然实际上我了解的只是一点点。有阿莉莎做我的向导，真是非常幸运，因为她的知识很有深度，非同寻常。我看到成年哈扎男子和男孩修理弓箭，然后去打猎。我还从安全距离观察到一个男子冒着被愤怒的蜜蜂蜇的危险，从树上悬挂的一个蜂巢中收集蜂蜜。他刚一回到部落，就被妇女小孩围住，朝他索要一小块蜂巢。经过接力翻译，我还与哈扎妇女谈了生育和照顾小孩的事。她们离开住处前往灌木丛中寻觅食物时，我也陪着她们。关于食物，她们有明确的目标——植物块茎。

　　有一次她们外出时，我和阿莉莎和她们一起出发。孩子们也都跟着去了——婴儿就用布条系在母亲胸前，学步小孩慢跑着跟上，大点儿的小孩则边跑边跳。我们从住处向南走了不到1英里，路上还停下来吃些浆果。最后，我们停在了一处茂密的灌木丛跟前。那些妇女和小孩随后就消失在了灌木丛里，在攀缘植物根系周围挖掘，寻找块茎。哈扎人把块茎称为“埃克瓦”（ekwa）。它和我期待的一点都不一样，与我家菜地里的土豆相比，它更像是植物的根膨胀了。我和一位名叫纳比勒的妇女一起钻进灌木丛中。她怀孕已经好几个月了，但是仍然没有停止工作。她向我演示怎样用一个带尖的木棒去挖，我试了一下，木棒很好用。用木棒把硬土弄开，再用棒尖松动块茎，然后就可以用手把它们取出来了。纳比勒不时得停下来，拿出一把小刀把棒尖削得再尖锐一些。我们很快就挖到了灌木的根。纳比勒将一段根从周围的泥土中松了松，然后用刀切下一块，立即就开始吃了。这些块茎大约20厘米长，3厘米厚。她先用牙将像树皮一样的外皮撕开，然后用刀浅浅地划一下，这样她就能扯断一段根茎，再折起来咀嚼。她给我了一些根茎。那味道出人意料的好——虽然味道截然不同，但咬第一口就像是吃了一截芹菜。它富含纤维，但是又有坚果的味道，水分也不少。

　　除了当场吃掉，妇女们每人还都挖了许多根茎装进她们背在肩上的布包里，然后带回家。一回去，她们马上生起火来，把根茎放在灰中烤。她们给了我一块让我尝尝，这时根的皮很容易剥掉，里面也软得多，味道也很好，有点像烤粟子。

　　和哈扎人相处的时间不算长，但是，我了解了他们的生活方式，也了解了我自己的生活方式。这一点很难言说。回来之后，从我们如何平衡工作和家族生活再到饮食等方面，我对自己的文化都有了与以前截然不同的看法。过去和现在，我们都太容易透过有色眼镜去看其他文化。但是我仍然觉得，生活在“西方”世界的我们，可以从这些传统生活方式中学到很多。这些生活方式并不总是很好，但是其焦点在家族和集体，人们都没有一般意义上的“工作”，也就没有失业。每个人都能发挥自己的作用。连孩子也有参与。而且这些生活方式并未显示，有了孩子对妇女的社会地位有什么不利影响。

　　再回到食物上面吧。我很惊讶，在那里，蜂蜜有多么珍贵。带回蜂蜜的男子比带回肉的男子会受到更热烈的欢迎。人类总是爱吃甜食，只有当糖像在英国一样既便宜又容易买到，它才成了一个问题：对健康不利。说起食物的多样性，我曾经天真地以为哈扎人能找到的食物不多，可实际上种类要多得多。但是，真正触动我的是发现植物的根在其饮食中有多么重要。

　　实际上，根和块茎都是质量很低的食物，其能量与水果、种子、肉类和蜂蜜比要差得很远。但是，这些食物却很可靠。人类学家问哈扎人的饮食偏好，发现他们把蜂蜜排在了首位，而蜂蜜是最富含能量的食物。他们把块茎排在最后一位，把肉类、浆果和猴面包果排在了中间。尽管块茎被排的位置很靠后，但它依然是哈扎人主要的食物。这恰恰是因为它很可靠。人类学家研究了哈扎人带回家的食物种类后发现，不同食物的比例因季节而不同，还因不同地区的部落而有差异。块茎似乎既是一种全年食用的主要食物，也是一种备用食物——当缺少其他食物时，人们要更多地依赖块茎。

　　绝大多数热带地区的狩猎采集者都挖掘根或块茎食用。这一事实说明，人类这么做可能已经有很长时间了，也许自现代人类出现在地球上之时就已开始，而那距今已经有20万年了。但是，早期古人类拥有较厚的牙釉质和较大的牙齿这一事实也说明，人类挖掘食用块茎的行为还有更为古老的渊源。一根简单的木棒可能就使我们的祖先在非洲平原上有了一项至关重要的优势。当然，这些假说都很不错，但是，我们还需要对其进行检验。能不能找到我们祖先食用块茎的更为确切的证据呢？

　　从某种程度上讲，答案是肯定的。化石分析方面的进展使我们不仅能基于骨头大小和形状进行一些解读，而且能够仔细研究其化学构成。因为人体的组织最终都是由摄取的分子组成的，我们有可能在骨骼化石中找到有关古代人类食物的相关线索。

　　有一些化学元素以稍微不同的形式存在，这就是同位素。有一些同位素稳定，而另一些则是不稳定的放射性元素。碳有三种自然形成的形式。碳十四是不稳定的放射性物质，它很罕见，但是对考古学家非常有用，因为它可用于进行放射性碳定年法。世界上绝大部分碳都是碳十二，其原子核中有六个中子和六个质子。但是，还有一种稳定的碳，它稍微重一些，多了一个中子，被称为碳十三。

　　植物进行光合作用时，是利用太阳能来驱动反应过程，吸收大气中的二氧化碳，最后将其中的碳转化成全新的糖分子。光合作用有一些不同的类型，每一种用的化学路径略有不同。树木和灌木光合作用的早期一步就是用三个碳原子构成一个分子。植物科学家决定给这些植物取一个很有独创性的名字——“碳三植物”。还有一些植物，比如野草和莎草，它们的光合作用也稍有不同，形成的是有四个碳原子的分子。现在，你们就知道它该叫什么名字了吧，它们被称为“碳四植物”。

　　碳四植物化学路径不仅在利用水分子上效率更高，使其更能适应干旱环境，而且意味着这种植物能够吸收更多的碳十三同位素，它稍微重一点，也很稳定。因此，碳四植物相对富含碳十三。如果一只动物吃了大量的碳四植物，例如莎草的根和球茎等，它本身体内也会富含碳十三，甚至骨头中也会。

　　人类学家很有效地利用了碳三和碳四植物的差异。黑猩猩的食物以带叶的碳三食物为主，它们的骨头中的碳十三含量就不高。450万年前，我们早期的古人类祖先似乎吃的也是类似的以碳三植物为基础的食物。在距今400万年到100万年之间，气候不断发生变化，但是平均来说，我们祖先生活的环境还是变得越来越干燥，草越来越多。我们知道，到了约350万年前时，我们祖先同时吃碳三和碳四植物，而碳四植物有可能就来自富含淀粉的根和块茎。以那些隐藏于地下但又无处不在的东西为食，有助于古人类在新的生活环境中实现人口增长和社会繁荣。这些新的生活环境多变且不易预测。

　　到了250万年前时，人类的祖先中发生了一次分裂。有一些古人类的牙齿和下颌很有力，他们主要吃碳四植物（因季节不同，也许会有草叶、种子和莎草球茎）。大约同一时期，另一些古人类继续同时吃碳三和碳四植物，这其中就包括我们人类最早的成员——“智人”。

　　经常有种观点认为，肉食给我们的祖先提供了足够的能量，让他们进化出更大的脑容量。但是一些研究人员最近指出，人们一直忽视了植物食物，特别是含淀粉的植物食物，比如块茎。有两项关键进展对于释放淀粉中的能量发挥了巨大作用，一个是文化上的，一个是基因上的。前者就是熟食；后者就是复制出一种能在唾液中产生酶的基因去分解淀粉。我们知道，这种基因复制发生在100万年前之后的一个时期。唾液淀粉酶对熟淀粉的作用比生淀粉要强得多，所以，这种基因的复制有可能是紧随着人类吃熟食而发生的。考古学显示，人类早在160万年前就会利用火了，而有关火炉的确定证据则出现在7.8万年前。熟食和大量的唾液淀粉酶有可能为人类脑容量的增大提供了能量，而能量的形式就是现在的葡萄糖。当然了，犬身上也出现了类似适应淀粉食物的特性。虽然犬并不能产生唾液淀粉酶，但它们的胰腺中却能产生分解淀粉的酶，许多犬还有多拷贝胰腺淀粉酶基因。

　　我们知道，我们的祖先制造和使用石制工具已经有300多万年的历史。这些工具可能既被用于处理肉食，也被用于处理植物性食物。考古记录中真正缺少的是有机物残留。所以我们并不知道我们的祖先是什么时候开始用木棒挖掘地下根茎的。但是，这种简单的工具刚一发明，他们就能挖出那些埋藏于地下的宝物——那是一种可靠的资源，成为许多狩猎采集者的主食和备用食物。

　　一定程度上，我们可以确定，人类在蒙特韦德居住之前很久，他们的祖先就已经使用木棒挖掘根和块茎并食用了。食用野生土豆不过是这一古老行为在当地的最新表现罢了。

　　但是，土豆是什么时候、在什么地方从人们采集的一种野生食物变成人工种植的物种的呢？

　　有三个窗户的洞穴和一个未解之谜

　　智利野生土豆是一种漂亮的植物，它开白花，有半径不足4厘米的紫色小块茎，喜欢生长在潮湿的山涧以及智利中部海岸附近、海拔接近海平面的沼泽边缘。它得名于智利中部马普切土著人对土豆的叫法：“马拉”（malla）。1835年，达尔文乘坐“比格猎犬号”航行时，看到了这些植物。他知道，探险家亚历山大·洪堡曾经记述过这些野生植物。他相信这些植物就是人工种植土豆的祖先。在其日记中，达尔文写道：

　　在这些岛屿沙滩附近的土壤中，有许多沙子和贝壳，其中生长着大量野生土豆。这种植物最高有4英尺。一般来说，其块茎不大，但是我曾经发现过一个椭圆形土豆，直径达2英寸。这些土豆和英国土豆的方方面面都很相似，味道也相同。但是煮熟之后，它们就会缩小，变得多水而清淡，没有一点苦味。它们无疑是此地土生的……

　　智利全国和它周边人工种植的土豆都与野生品种非常相似。事实上，它们是如此相似，连达尔文都把他搜集的一个人工种植的土豆标本当成了野生土豆。但是，借助显微镜检查，识别变得容易多了——蒙特韦德遗址里的土豆皮屑内侧附着的淀粉颗粒证明其就是野生土豆块茎的残留物。

　　参加蒙特韦德遗址发掘工作的考古学家想亲口尝一下野生土豆的味道。于是，他们找了一块块茎，煮了一个半小时，然后把它吃了。这是件需要胆量的事。有一些研究人员曾认为，野生土豆味道太苦，不能食用。它们里面包含较多的糖苷生物碱（例如茄碱），这是土豆防御传染病和昆虫的自然机制的一部分，当然，也可以认为它是要防止被人吃掉。糖苷生物碱使土豆有一种苦涩的味道，如果含量再高的话，就会产生毒性。人们曾认为，野生土豆中糖苷生物碱的含量太高，即使煮熟后也是有毒的。

　　但是，就像达尔文一样，那些考古学家在实验之后不仅没有死，而且发现这种小土豆根本没有苦味。虽然在更北部的安第斯山脉中部，有一些野生土豆确实会长苦的块茎，但是智利的野生土豆吃起来似乎很美味。考古学家还指出，现在，智利中部的当地人还很喜欢吃野生土豆。

　　但是，野生土豆就是我们现在食用的人工种植土豆的祖先吗？这个问题现在充满争议，或者说，至少一直都是如此。和其他物种情况一样，第一个要问的问题我们都很熟悉：它是只有一个单一的人工培育中心，还是有多个起源地？

　　经过确认的土豆有几百种，植物学家一直在为如何对其进行归类而争论不休。还有一些土豆是不同物种杂交的结果，这使得归类的工作更难进行。人们通过分类，把土豆分成了235个品种。但是，最新的分析（包括基因数据分析）认为，所有土豆都可以归入107个野生品种和4个人工种植品种。最古老的土豆品种，或者说是地方品种，生长在从委内瑞拉西部到阿根廷北部海拔近3500米的安第斯山脉地区以及智利中南部的低地。这些地方的品种可以分为4种，其中之一内部又包含了两种不同的栽培变种或亚种，一个是安第斯亚种，一个是智利亚种。

　　20世纪早期，俄国科学家提出，有两个主要的土豆人工栽培中心，一个在的的喀喀湖附近的秘鲁和玻利维亚高原，一个在智利南部低地。但是随后，英国植物学家又提出一种不同的说法：土豆只有一个起源地，就在安第斯山脉，后来才向南传播到了智利沿海地区，并适应了当地的环境。这一提法似乎与现有证据非常契合，与智利相比，安第斯山脉可能出现过更多野生土豆品种。

　　栽培土豆的最早证据确实出自安第斯山脉地区，是在秘鲁高原一个叫特雷斯文塔纳斯的洞穴里。这一洞穴海拔近4000米，其中有世界上最早的木乃伊——距今有1万年到8000年，但是其中的土豆残留物却出自一个相对较晚的考古层，距今约6000年。实验显示，安第斯土豆能够很容易变成类似智利土豆的样子。因此，在一段时间里，栽培土豆的单一起源地就在安第斯的说法好像最为合理。

　　但是，到了20世纪90年代，又出现了另一种假说，认为智利品种是安第斯品种与当地野生品种杂交而成的。而这里所说的当地野生品种被认为与蒙特韦德人吃的是同一品种。尽管野生品种太多，而且土豆基因之间都是盘根错节。但是，最终人们还是从一团乱麻中理出了一些头绪。俄罗斯和英国植物学家的说法似乎都是部分正确。最新的考古和基因证据显示，距今约8000年到4000年之间，在安第斯山脉的的喀喀湖附近某地，人类首次栽培了一种野生土豆，这一时间点与古美洲驼被驯化的时间大体一致。但是，基因研究还能够支持智利栽培土豆源于杂交的说法，这意味着，安第斯栽培品种在传播中，与其他野生品种发生了杂交。因此，有不止一种野生品种对第一个栽培品种的基因库有贡献，关于起源地的这一简单问题（与生物学复杂交织的问题相比而言）也就变得更加微妙了。我们面对的是多个互相独立的培育中心和一些后来因为杂交而集中于某些栽培品种的生物谱系吗？或者，我们面对的是一个单一起源地，即起源于一地随后向外扩散并与其他品种杂交的情况？从遗传学观点来看，好像没有多大关系。不管是如何发生的，低地土豆和高原土豆的基因都集中到了智利栽培品种中。但是，从人类的角度来看，这一问题还值得研究，因为它与文化和创新有关。种植土豆的想法是一出现就立即被人接受了吗？这种想法是不是先逐渐传到安第斯山脉地区，然后再到智利沿海平原的？又或者，早期的狩猎采集者一开始食用土豆，就对一些野生品种进行了人工栽培？如果是，人工栽培是不是至少发生在两个地点，甚至更多的地方？单一起源地的说法更有可能是对的，但是我认为，我们目前还没有相应的手段或证据来回答这一问题。要解开这一谜团，还得做更多的工作。

　　土豆女神、高山和大洋

　　不管人工栽培最早发端于哪里，它都将野生土豆转化成对人类更有用的东西了。野生土豆和栽培土豆最明显的差异在于其块茎大小和蔓藤（水平地长在地面的细茎，用于长出新植物）长度。野生土豆蔓藤很长，这使得新苗能够长到离母体很远的地方去；它的块茎也不大。人工栽培使得蔓藤变得短了许多，块茎也长得更大，这两个特点使得土豆苗不太适合野生，但是土豆却更容易收获。这一点与小麦有结实叶轴的特点相类似——对于野生品种而言，它是一个完完全全的缺点，但是对于人工品种而言，又成了优势。相比之下，栽培土豆中含的糖苷生物碱也要少得多。而正是这种成分使一些野生土豆味道很苦，甚至有了毒性。

　　对秘鲁社会而言，土豆逐渐变得越来越重要，于是，出现了安第斯文明。在公元之后的1000年里，土豆作为一种关键的主食农作物，已经成为社会生活中不可缺少的一分子。12世纪兴起的印加帝国从厄瓜多尔一直延伸到圣地亚哥。帝国的发展就是受到土豆这一地下商品的推动。印加人甚至还供奉着一个稍显粗糙的土豆女神，名叫“土豆妈妈”。他们种植的土豆品种太多了，所以需要一些富有想象力的名字来区分它们，比如把弯弯扭扭的土豆叫作“蛇土豆”，把皮特别难削的土豆叫作“难倒女婿土豆”。

　　脱水即食土豆泥在英国流行起来的几千年前，古代安第斯山脉地区的人就想出了这种保存土豆的方法。他们居住的地方很冷，特别是在太阳落山之后。这对保存土豆有帮助。到了晚上，人们把土豆摊到地上，让其冷冻。白天化冻后，人们再用脚踩，挤出土豆中的水分，然后再放在室外让其冷冻。三四天之后，就变成了冷干土豆。除了给块茎脱水，这种处理方法还能将糖苷生物碱从土豆中排出来，这样，冷干土豆就没有新鲜土豆那么苦了。虽然人工栽培会选出并淘汰一些味道非常差的土豆——这在种植之前可能就有了，但是，有些土豆的味道还是太苦了。另一种减少苦味的办法是吃的时候用黏土处理一下土豆，因为黏土能够吸附糖苷生物碱。今天，在的的喀喀湖附近地区，还有一些艾马拉人这样吃土豆。更重要的也许是，他们将冻干土豆做成一种易于长期（有时长达几年）贮存的形状。如果说“肥沃新月地带”农业社会中的上层人士通过聚敛小麦和牛群致富，那么印加人的首领则是通过贮存干土豆而变得既有钱又肥胖。冻干土豆本身也成了一种货币，农民用它缴税，而劳工和佣工领取的报酬也是它。

　　欧洲人接触到美洲的时候，栽培土豆已在从安第斯高原到智利低地的南美西部地区广为种植。西班牙人向南美大力挺进时，也逐渐认识到了冻干土豆的价值。在海拔4000米以上的玻利维亚安第斯山脉地区，他们发现了一座银矿丰富的山脉，人们称之为“富山”。印加人在那里采矿已经有几个世纪的历史。对西班牙人来说，这是一个不可失去的机会。哥伦布曾经梦想得到的财富就在这里，唾手可得。随着银矿的开采，山脚之下也形成了一座城镇——波托西。那里成了西班牙殖民当局的造币厂，16世纪时，全世界60%的银子都产自这里。起初，西班牙人派美洲土著人下矿井，这些人中有些是征募的，有些是来赚钱的。但是这个活计很危险，甚至危及生命。17世纪时，随着土著劳动力的减少，西班牙矿主开始转向引进成千上万的非洲奴隶，给他们吃的就是冻干土豆。西班牙人将土豆中蕴含的能量转化成巨额的银子，然后将这种贵金属卖到欧洲市场。

　　卖到欧洲的安第斯银子证实了人们对新世界的希望——在那里真能找到神奇的财富。但是，在“富山”深处，有人在为此付出生命的代价，承受巨大的痛苦。苦难并不止于南美当地。银子涌入欧洲，助长了通货膨胀和经济不稳。与此同时，助推银矿业发展的食物也传到了欧洲。土豆终于来到了旧世界。

　　但是，在各种马铃薯亚种中，哪一种被最先引入欧洲？是安第斯高原品种，还是智利低地品种？毫不奇怪，两种观点各有其支持者。这两种栽培品种外形特点的差异很小，智利品种的小叶比安第斯品种要宽一些。但是，最重要的还是它们对地理和气候的适应性。相比适应高度和温度，对纬度的适应更为重要。

　　在今天哥伦比亚的安第斯山脉地区，土豆生长的地区更接近赤道，它已经习惯了1天12小时的光照。对这些土豆而言，到一个季节性明显的纬度生长是很具挑战性的。冬天白昼较短不算太大的问题，相比之下，夏季白昼太长才是大问题。光照太多会阻碍块茎的形成。但是，智利栽培品种已经适应了相对较长的白昼，原因是它们生长在远离赤道的地方。

　　植物生理学家已经阐述过控制块茎形成的因素。土豆叶片能够探测到阳光和白昼的长度，然后发出化学信号，这些信号又影响根和块茎的发育。研究人员已经确认了一些基本的化学信号。分子生物学（和天文学）中有一种现象，科学家经常会给最早发现的化合物（或天体）取特别亲切的名字。随后，由于想象力枯竭，只能给之后发现的分子（和星星）取一串字母和数字组成的名字了，这些字母通常都是一个首字母缩略词，能使人们想起相关化合物较长的名字。所以，块茎形成涉及的因素有许多，从光敏色素B、赤霉素、茉莉酮酸酯一直到miR172、POTH1和StSP6A。我并不想用这一章节剩余的部分去描述块茎形成过程以及我们现在对其分子学基础的理解。这样，读者就会松口气了吧（读者也可能会失望，我在此表示歉意，但是这本书不是纯科研类的）。我只说一下块茎形成生理学的复杂性就够了。所以，我们又遇到一个熟悉的困境，如何在不破坏整个过程的前提下，改变这一机制的某一个或多个部分呢？发生以下情况的概率有多大？土豆在进一步向温带地区扩张过程中，出现了一次随机的基因突变，其结果会对块茎形成有利。

　　即使用上我们现在知道的所有关于进化机制的知识，这里还有一个哲学性的症结。但这一症结并不是不能解决，因为我们知道土豆已经以某种方式完成了这一突变。某些基因的细小变化也能够改变化学路径中关键因素所发挥的作用。能发挥这种重要的、基础性作用的基因经常被称为“主控基因”。它们所代表的蛋白质被称为调节因子，可以发挥分子开关的作用，将其他基因开启或关掉，或者以更细腻的方式控制一种基因表达的强度。所以，某一基因（编码某个重要的分子开关）的小变化也有可能产生重要而广泛的影响。虽然在基因层面，进化是通过细小变化来创造奇迹，但是，有一些细小的变化能够对生物表型（指其结构和功能）产生深远的影响：进化中会发生突然的跃进。

　　土豆块茎形成中，就存在一种基因，它完全能够担当这种重要的分子开关（或者叫调节因子）。这意味着，它的某一细小变化就可以导致生理上的明显变化。种群内部存在的差异也能成为解决方案的重要部分。一个物种并不只有一种生物体、一个基因组，它是由各个部分组成的，而这些部分的作用又各不相同。随着土豆的栽培向南扩张，深入到夏天白昼较长的地区，一些土豆就比另一些土豆能更好地生成块茎。在气候更加温和的地区，前者就会有优势。自然选择就会淘汰其他品种。

　　鉴于土豆对纬度的适应情况，与安第斯山脉北部赤道地区的土豆相比，智利土豆很可能更适应欧洲的环境。1929年，苏联植物学家提出，欧洲土豆的起源地就是智利。但是，英国研究人员却确信，欧洲土豆来自安第斯山脉地区。历史记录显示，土豆传到欧洲时，西班牙人在智利的势力根本不稳固；而在那之前半个世纪，他们已经征服了安第斯山脉北部国家哥伦比亚、厄瓜多尔、玻利维亚和秘鲁。

　　许多植物学家相信，概然性权衡有一个特定的方向。在过去六七十年里，占统治地位的假说都与英国植物学家的观点一致——欧洲土豆源于安第斯山脉北部品种。加纳利群岛和印度的土豆品种看起来根源也在安第斯山脉北部。这一事实似乎也能巩固英国植物学家的假说。

　　随后，遗传学家参与到研究中来——他们经常这样做，把有关研究搅得一团混乱。他们发现，加纳利群岛上的土豆有智利和安第斯土豆的混合遗传，而印度土豆则显示是源于智利。

　　遗传学家的兴趣被激发了起来。接下来他们就开始着手研究欧洲大陆的土豆，对收集的1700—1910年间的植物标本样本进行基因分析。欧洲大陆18世纪的土豆被证明主要来自安第斯山脉，它们肯定很快就适应了夏季漫长的白昼。这其中的原因可能就是快速适应——在某个主分子开关中发生了一次新奇的基因突变，造成了广泛影响。事实上，这种基因突变可能并非全新的，在新引进的安第斯土豆中，可能就已存在适应较长白昼的品种；我们知道，在安第斯品种当中，这一特点时常会显现。也许，适应温带地区并不像人们以前所想的那么难。

　　但是，故事并未就此结束。遗传学家在1811年以后的样本中发现了欧洲土豆源于智利的证据。以前，曾有一些研究人员认为，因为始于1845年的枯萎病毁灭了安第斯山脉的早期品种，之后，智利品种才被引入欧洲。这一假说一直存在一个问题，那就是智利土豆也不是特别能抗枯萎病。不过，不论出于何种原因，很明显，智利土豆19世纪时就已经被引入欧洲了，并且生长得很好。虽然安第斯土豆是最早传到欧洲并扎根的，但智利土豆似乎更有优势，这也许是因为它在夏天白昼长的地方有很长的生长历史吧，我们今天种植的欧洲土豆中，智利土豆的DNA占主导地位。

　　加尔默罗修士和一束土豆花

　　要说起土豆最先是如何传到欧洲的，你很可能认为是哥伦布从新世界带回来的，就像他带回玉米一样。但事实并非如此。尽管在与美洲接触的早期，哥伦布和其他探险家确实用船运回了许多食物，但是土豆却不在其中。这是因为，土豆是种植在南美西部地区的——从高原一直到智利低地，而西班牙人直到1530年才来到安第斯山脉地区，这已经是哥伦布首次跨大西洋航行之后的40多年了。关于土豆的第一份书面报告是西班牙探险家于1536年写成的，这些探险家发现在哥伦比亚的马格达莱纳谷地生长着土豆。

　　使问题更为复杂化的是，没有土豆首次传到欧洲的历史记录。在大西洋的欧洲一侧，不管是谁得到土豆，都不会认为它们值得特别记录。或者，他们确实记载了，但是那份令人兴奋的记录却遗失在历史长河之中。在语言上，也有使问题复杂化的东西：甘薯在西班牙语中叫作“博塔塔”（batata），而马铃薯则叫作“帕塔塔”（patata）。然而，土豆首次在出版物中被提及是在1552年的西班牙文献中。之后不久，就有了加纳利群岛上土豆的相关记录了。土豆首次被提到在欧洲出现是1567年，当时它是作为一种进口货物，而不是农作物引入欧洲的。这一记录记载了土豆从大加纳利岛船运到安特卫普的故事。

　　（请原谅，我在这里要插一段。显然，关于谁发明了炸薯条，有一场激烈的争论：到底是比利时人，还是法国人？比利时和法国都声称自己在先，比利时人指责法国人实行“烹饪霸权”，并从地理上对美国大兵称呼这一美食提出了挑战。根据未经证实的新闻来源，关于这样加工土豆的第一份文件证据明显是属于比利时的，时间是在17世纪末。另一方面，土豆抵达欧洲大陆的第一份文件证据就是前述那份记载土豆被运到安特卫普的记录。我们无法知晓比利时人是怎样处理这些土豆的。但是，我倒愿意认为，在450年前的安特卫普，有一个人发明了后来几乎成为国菜的炸薯条。只是后来，这一发明被法国人盗取了而已。）

　　就在那份首次提到土豆在欧洲出现的记录之后6年，西班牙有了栽培土豆的确凿证据。1573年，塞维尔[2]加尔默罗医院的日志里描述了那年冬季买土豆的事，并明确说明，土豆是在当地种植的、季节性的蔬菜。这份日志里还指出，土豆是在秋季种植的，这一生长季中白昼较短，刚好适合安第斯土豆生长。与加勒比玉米很像，来自美洲热带地区（不管海拔多高）的土豆似乎能相对容易地在南欧地中海地区扎根。

　　土豆在西班牙立足之后，很快就被加尔默罗修士带到了意大利。后来的情况也与玉米非常相似，这种异域蔬菜开始传到欧洲各地的植物园中，并出现在了16世纪末的植物志里。瑞士植物学家加斯柏·鲍欣给土豆取了个拉丁语名字“马铃薯”（Solanum tuberosum），意思是“长在土中的块状物”。英国植物学家约翰·吉拉德曾经以为有一个玉米品种是源自土耳其的。同样，他也把土豆的起源地搞错了。他认为土豆来自弗吉尼亚，因此，他给其取为“弗吉尼亚白薯”。就这样，他给这样一个传说播下了种子：沃尔特·罗利爵士将土豆从他在新世界的殖民地带到了英国。还有另一个传说认为，土豆是弗朗西斯·德雷克爵士从弗吉尼亚带回英国的。当然这些说法没有什么事实根据。

　　经过包括天主教这样的上流社会网络，土豆被引进到欧洲并传播开来。意大利的农民欣然接受了这种农作物，到了17世纪初时，他们已经将土豆和白萝卜、红萝卜一样当作蔬菜食用，当然还会用它喂猪。其间，土豆还向东传播，17世纪传到了中国。在美洲，随着西班牙帝国向北扩张，土豆也被引入到了北美洲西海岸。它随着英国商人和移民从欧洲跨越大西洋，又回到了美洲。到1685年，威廉·佩恩就报告说，土豆在宾夕法尼亚长得很好。

　　但是，土豆向北欧传播得要慢一些。北欧人接受土豆较晚的原因似乎与一些根深蒂固但又很奇怪的迷信有关。土豆古怪畸形的块茎就像畸形的四肢一样，因而被人们与麻风病联系在了起来。《圣经》中没有提及土豆也是人们对它产生怀疑的一个原因。土豆与颠茄相似，这也引起了人们的恐慌。也许这种担忧并非完全没有道理，因为土豆一旦变绿发芽，其中的茄碱量就会产生相当的毒性。这就是土豆一定要放在阴暗处的原因。知道如何安全地贮存土豆非常关键，这样才能避免中毒。人们对土豆的其他担忧还包括，担心它可能会引起肠胃胀气和性欲增加，当然，这两者最好不要同时发生。除此之外，在许多国家里，人们最初是把土豆作为一种喂动物的农作物而种植的，人一般都不愿意食用。1770年，有人把一船土豆作为救济食物运给那不勒斯的饥民时，连他们都拒绝接受。

　　除了这些禁忌和迷信之外，北欧地区接受土豆较晚还有一个更为现实的原因。自古罗马时代开始，欧洲一直采用的是农作物三年轮换制。从纯粹的实用观点看，很难将土豆纳入这一轮换机制。在和其他村民共同耕作的一大片土地里，如果有一个农民要在自己那一小片地里换个花样，是很不合适的。

　　最终，阻碍土豆扩张的文化因素崩塌了（如果还没有完全消失的话）。宗教和政治奇怪地结合了起来，推动土豆从南欧向北欧和东欧扩张。17世纪末，胡格诺派教徒和其他新教团体被从法国驱逐出去时，走到哪里，就将其在许多领域的专业知识传到哪里，比如银器制作、助产术和土豆种植技术方面的知识。18世纪中叶，七年战争的一个后果证明了土豆的另一项优势：与谷物不同，土豆藏在地下，即使田地被烧毁踩踏，也可以照样生存。当时法国军队中有一位叫安东尼－奥古斯丁·巴孟泰尔的药剂师被普鲁士人俘获后关进了牢房，普鲁士人就给他吃土豆。以前，在巴孟泰尔眼中，土豆只是一种喂家畜的饲料。但是，他却不为自己在牢房中的待遇而难过，相反，牢饭的营养价值还给他留下了很深的印象。1763年，他回到法国后，开始大力倡导人们食用土豆。他用土豆餐招待达官显贵，还给路易十六和玛丽皇后送了土豆花。但是这种不起眼的块茎在法国人饮食中的地位得以巩固，最终还是由一连串的歉收、革命和饥荒促成的。今天，许多法国菜名中都能体现出对巴孟泰尔先驱精神的纪念，这些菜都是用土豆做成的花样。在他巴黎的墓地周围，种满了这种他如此珍爱的植物。

　　在法国的巴孟泰尔以及德国的腓烈特大帝、俄国的凯瑟琳大帝等人的倡导和推动下，土豆走出了寺庙和植物园，进入了北欧平原。它们开始取代大头菜和芜菁甘蓝等传统主食或后备食物。之前，人们对谷物的依赖偶尔会带来风险，土豆给人提供了一种实用的替代选择。饥荒偶尔仍会袭来，但是，已不像以前那样频繁，这是因为人们多了一种备用的主食。土豆与另一种美洲引进的农作物（玉米）一起，支撑了欧洲人口的迅猛增长。1750—1850年的100年间，欧洲人口从1.4亿增长到2.7亿。土豆这种曾经推动印加帝国建立和发展的植物，现在又为中欧和北欧国家的经济发展提供了巨大动力，供养了不断增长的人口，支撑了城镇化和工业化。在工业革命中，蒸汽机烧的是煤，而维持劳动力靠的则是廉价、可靠和丰富的土豆资源。欧洲政治力量平衡开始从日照充足且温暖的南部国家向日照较少且更寒冷的北部国家倾斜。十八九世纪欧洲超级大国崛起背后的因素复杂多样，但是土豆也在某种程度上隐隐地发挥了作用。在20世纪历史危机中，土豆成了重要的军需物资。“二战”中的军队口粮中就有那种古老的安第斯神奇之物——脱水土豆。

　　在帝国兴衰、战事频仍的历史上，土豆发挥了自己的作用。然而，土豆自身也在发生着变化。19世纪和20世纪早期，由于人们对土豆和其他栽培作物进行了严格的选择性繁育，土豆也出现了许多新的栽培品种。在历史上，土豆曾经使西班牙的奴隶监工从波托西攫取银矿；而最终这种新世界的农作物本身也被人们当成了一种宝物。栽培土豆的人也随之发了大财。20世纪初出现的一个土豆品种甚至被人们取名为“埃尔多拉多”（Eldorado，黄金之国）。然而，伴随这一来自美洲的宝物的，还有诅咒。

　　盛宴与饥荒

　　在欧洲，土豆变成了一种主食，成为谷物的补充，这在一定程度上提高了食品安全。但是，当欧洲各国开始对它过分依赖时，问题出现了。这一问题与土豆扩散的方式有很大关系。因为，土豆歉收时，程度往往很严重。

　　如果你想在自家的菜园里种植土豆，你可以买一袋子“土豆种子”。当然，这个名字有很强的误导性。所谓的“土豆种子”其实就是土豆，根本不是什么种子。这些小土豆的母体生长在受到严格控制的环境之中，这样就能保证其谱系纯正，并将不同品种发生杂交的可能性降到最低。从作为种子的小土豆上长出的植物，就是其母体的复制品。土豆是一种开花植物，它的花呈五瓣，颜色为淡紫色，很漂亮。土豆开花的全部意义在于有性繁殖。当昆虫前来采蜜时，它们会带来其他植物上的花粉。花粉就相当于植物的精子，其中包含植物一半的染色体——另一株植物的，或者是同一植物的雄性DNA。重要的是，此DNA在花粉形成时就在一定程度上产生了混合；卵子形成时也会有相同的情况发生。形成配子（即花粉和卵子）的胚芽细胞包含有成对的染色体。在成熟分裂时，每一对中的染色体会互相交换基因。成熟分裂是细胞的一种特殊分裂方式，能够形成配子（这时就会发生复制，还记得犬类身上的复制淀粉酶基因吗）。一种染色体上的一个基因与另一种染色体上的相应基因可能会有所不同。由于被选中的基因变体都是从一对染色体中或另一对染色体中提取的，所以，一对染色体中，只有一个能够遗传到花粉粒或卵子当中；而这时形成的已经是新的个体，与其母体的染色体已完全不同。

　　花粉和卵子一结合，源于每一母体的染色体就会结成对子，这样，就形成了一个全新的基因变体组合，又称为等位基因。有性繁殖的全部意义就在于创造全新的变种。当然，土豆也可以进行无性繁殖，这也是很自然的现象。事实上，从进化角度来看，土豆的块茎恰恰就是为了进行无性繁殖而存在的，它并不是为了让人类（或任何其他动物）消费，而是为了自我繁殖。

　　要种植下一年的土豆，虽然可以从土豆中选取“种子”，但是要创造出另一代土豆，这却不是最好的方法。相比之下，存一些小土豆就要容易得多。用“种子”还会给下一年的土豆苗带来一些不确定因素，有性繁殖能够确保新土豆会在某种程度上发生变化，但是，如果你想培育出具有某些特点的植物，这些变化就不是好事了。利用“土豆种子”会消除上述不确定因素，事实上，这些种出的根本就不是新一代土豆，它们只是原有土豆母体的完全复制品而已。这就是无性繁殖——新作物只是对原有作物的克隆。

　　无性繁殖听起来不错，如果有种作物具有某些你想要的特点，你肯定会想让这些特点遗传下去。但是，消除变化也有其危险性。许多动植物都是有性繁殖。这一点很重要，因为它确实有用。在每一代作物中都制造出一些变化，就有可能形成一些新的变体。这是一种优势，特别是在环境变化时。制造变化是大自然延续物种的方法。环境不只是某种动植物生存的物质环境，它还有生物学上的意义：它包含所有其他可能与这种动植物发生联系的生物体。这些生物体中有许多都可能具有危险性：它们可能是病毒、细菌、真菌和其他动植物。这些潜在的敌人总是能进化出更好的攻击手段，同时也能进化出更好的突破防御的方法。这种情况就像军备竞赛一样紧张，如果防御一方不能跟上，其命运也就注定了。

　　如果用“土豆种子”来种植土豆，并保留一些土豆来年再种，如此往复，就会使这种土豆的进化暂停。人们可以保护土豆不受其他可能有害或竞争性植物的伤害——这只要除一下草就可以了。人们也可以保护土豆苗不被某些动物吃掉叶子或块茎（当然，甲壳虫是防不胜防的）。但是，最大的威胁还是来自那些人类肉眼都无法看见的病菌：病毒、细菌和真菌。毫无疑问，这些作恶的病菌是不会退缩的，它们会进化出更强更毒的手段来侵袭土豆，并最终赢得胜利。如果土豆中有足够多的变体，那么，一些变体就有可能拥有抗体，进而能够在病菌侵袭后存活下来。如果变体很少，病菌的毁灭性就会得到完全发挥，使整季的土豆绝收，甚至毁灭一个地区种植的全部土豆。19世纪40年代，爱尔兰就发生了这种惨剧。

　　在其他欧洲西北部国家的土豆种植发展还很缓慢的时候，爱尔兰就打破了这一局面。1640年，英国移民一将土豆引入到爱尔兰，当地人就充满热情地接受了这种农作物。在爱尔兰，肥沃的土地都被用于为英国的地主们种植谷物了。爱尔兰农民发现，他们可以在最贫瘠的土地上为自己种植土豆。17世纪中叶引入到爱尔兰的土豆很可能基本上都是安第斯品种，它们能在北半球如此高纬度的地区扎根，似乎有些奇怪。但是，爱尔兰的气候非常温和，9月和6月一样热，即使进入秋天，也可以种植土豆。已经习惯了赤道附近白昼很短的土豆，在温带的爱尔兰，到了秋分时，也能长出块茎。

　　到19世纪时，爱尔兰农民仍然要将绝大部分谷物出口到英国，他们和家人几乎全得依赖土豆果腹。然而，在这个雨水很多、植被茂盛的岛上，农民无法储存收获的土豆。他们种植的土豆都必须立即食用，然后再种植下一季。土豆的基因多样性很受局限，农民们只种植一种叫“隆坡”（Lumper）的土豆。这可以被看作一个全国范围的单一作物栽培试验，其结果注定是灾难性的。

　　1845年夏，一种名叫“致病疫霉”的真菌传到了爱尔兰，其芽孢可能源于一艘来自美洲的船舶。爱尔兰的土豆对这种新型病菌没有任何抵抗力。于是，这种病菌像魔鬼一样在土豆田间快速蔓延，其芽孢通过风从一片田地传到另一片田地；土豆的叶、秆都变黑了，地下的块茎变成了稀烂的糊状；空气中弥漫着一股腐臭的味道。1846年和1848年，这种枯萎病又爆发了两次，对整个欧洲的土豆种植都有破坏，但是在爱尔兰，其危害最为严重。

　　但是，没人顾及农民的苦难，谷物仍旧被运往英国。这一行径野蛮得令人吃惊。社会不公又加剧了这一悲剧。由于没有其他主食，饥饿、斑疹伤寒和霍乱开始在爱尔兰肆虐。这场由枯萎病引发的悲剧被称为“爱尔兰大饥荒”，或者又称为爱尔兰土豆饥荒。人们成群结队地离开爱尔兰。这场饥荒导致难民向西越过大西洋逃难，爱尔兰出现了大量人口流失。成功抵达北美的都是幸运儿，因为在爱尔兰，3年里就有100万人饿死。今天，爱尔兰的人口仍然比大饥荒和人口大量外迁之前要少——1840年的人口超过了800万，现在只有约500万。

　　这一惨剧对今天的我们而言，是重要的教训。我们会种植、饲养动植物以供食用，对其特点进行控制似乎是非常值得做的事，因为这样能使我们对供求进行管理，从而预先制订计划。但是，如果这样做意味着我们阻止了家养物种的进化（特别是涉及抵抗病菌的情况时），那么，我们就得付出代价，一种可能具有毁灭性的代价。

　　农业的整个发展可以看作一场风险管理的试验，然而，我们却想方设法使一些家养物种变得如此脆弱，这似乎是一种悖论。与农民相比，狩猎采集者的生活方式具有太多的不确定性：一个群体依赖大自然提供食物，另一个群体却能够控制收获物，并将剩余食物储存起来为困难时期预做准备，还能够将富余食物转化成财富和权力。但是，与我们所想相比，我们对大自然的控制并不够，这种控制甚至更多地还处于臆想。大自然的基本法则就是变化，而我们却总想着努力去控制生物，阻止其变化。我们在限制家养物种进化的同时，也使它们变得特别脆弱。

　　可以肯定，关于生物进化的灵活性，狩猎采集者还是可以教给我们一些东西的。他们会用植物块茎作为备用食物，但是，他们也会想方设法不去依赖少数的食物来源。我可不是建议人类都去狩猎和采集食物，全球人口太多了，那样根本行不通。农业支撑了人口的巨大增长，但同时在某种程度上，这一发展又使人类陷入了一个怪圈。这似乎也成了一个悖论。我们有数不清的动植物可供选择，但却把选项局限在少数几种。从表面上看，哥伦布大交换在大西洋两岸都创造出了新的生物多样性，但从全球范围来看，人类却变得只依赖少数动植物作为食物来源。而且就在那些家养物种当中，多样性也降低到了一个危险的水平。在远离安第斯的人工栽培土豆当中，基因多样性已经微不足道了。

　　安第斯山脉地区的一个农民可能就会种植十几种不同的土豆。从外形上看，这些土豆非常多样，从块茎和花朵的颜色和形状一直到生长模式，都是如此。在安第斯山脉地区，相距不远的地方，环境条件可能就会有很大差异。每一个栽培品种都会发展进化，以适应某一有细微差异的生态区位。相比之下，产业化农业的发展是要将重点放在越来越少的几个品种之上，将大片农田用于栽培单一农作物。甚至不仅仅是单一栽培，而是完全复制原有品种的单一栽培。这样，我们所培育的生物体就有一种与生俱来的脆弱性。

　　迈克尔·波伦的专业领域介乎自然写作和环境哲学之间。他曾写道：“在西方人眼中，安第斯山脉地区的农场看起来支离破碎、混乱不堪，根本不是一种有序的地貌，不能给人一种秩序井然的美感。”然而，与产业化的单一栽培相比，这些农场似乎能够提供一种更为有效的解决方案。因为在这些农场里，各种人工培育的土豆可以与近旁的野生品种自由杂交；在这里，多样性能够对害虫和干旱起到一定的抵抗作用，使至少部分栽培品种的成活概率增加。不管安第斯山脉地区的农民在多大程度上是有意为之，他们都成功地培育并保护了土豆的基因多样性。

　　成百上千年来，农民已经认识到了无性繁殖的问题。创造出大量非常缺乏变化的动植物也许能够满足文化观念和超市里的需求，但却使这些生物非常容易受到疾病侵害。稀有品种和栽培品种属于基因多样性的一个珍贵宝库，这种多样性对于物种的保护非常重要，至少对于收集和储存植物种子而言极端重要。要使我们的家养物种存活下去，最好的方法可能就是在田野和资料库（如种子银行）中保存较大规模的多样化基因库。有些疾病虽然当下还没有形成威胁，但是，基因库中仍然可能有针对这些疾病的抗体，同时，还会有创造出其他更好的新生物特点的能力。

　　但是，要给一个人工物种增加新的、具有保护性或有用性的基因特点，还有另一种方法。选择性繁育可以奏效，但是速度迟缓，而且并非总能取得所预期的效果。几个世纪以来，我们只有这种办法。当然，采用这一方法确实在家养动植物身上创造出了深刻的变化。但是，因为有了一种新的技术，我们改变生物以适应自身需求的能力发生了巨变——我们能够使基因本身发生改变。我们可以制造出能抵御某一特定病菌的转基因植物。20世纪90年代中期，北美农民进行了试验，种植一种名为“新叶”的土豆。经过基因工程的改造，这种土豆自身能够制造出一种毒素，抵御科罗拉多甲壳虫的侵扰。这些土豆就是“转基因的”，它的基因组中引入了另一种生物体的基因。在这一案例中，这一基因就是一种细菌。

　　可以说，转基因是人类可能使用的一种手段。但是，它并不能消除保持基因多样性的必要性，也永远不能终止农作物和病菌之间的角力，因为，进化不会停止。此外，转基因还是一项充满争议的技术。它能够给基因序列中带来新鲜的因子，但是结果可能无法预测。它还涉及将一个物种的基因信息转移到另一物种中，从而跨越了物种界限。转基因技术还打破了另一项“生物学法则”。在选择性繁育中，农民实际上是在现有的基因变体中进行选择，他（或她）一开始并不会创造出新的物种变体。正如达尔文在《物种起源》中所言，“实际上，人类并不制造变化”。但是，随着转基因技术（我们正在应用这一技术）的发展，有人已经提出打破物种界限可能引起的长远后果，虽然人们当下对这些后果仍然并不了解。有人担忧，新的基因会传到野生植物当中去；还有人对大公司推动转基因技术的动机表示怀疑。

　　最终，“新叶”土豆并未真正推广开来。这些转基因土豆太过昂贵，并且，为了减少甲壳虫中形成抗体的可能性，需要进行复杂的轮作。于是，市面上出现了一种有效的新型杀虫剂。在不到十年的试验之后，最终还是市场力量而不是伦理上的质疑终结了这一试验。

　　但是，我们也许还不应该拒绝接受转基因技术。基因技术还有另外一种应用之法，能够在人工培育物种中创造出一些我们想要的特性。这种方法是，在某一物种的基因库中寻找已有的某种基因的较好变体，然后将其在繁育种群中扩散开来。这并不是使某一基因跨越物种界限，而是对传统选择性繁育的过程进行了简化处理。为了理解这种“基因编码”在实践中是如何运作的，我决定造访爱丁堡的罗斯林研究所，拜访那里的遗传学家以及他们的实验对象。

　　[1] Mtana，当地语言，相当于“你好”。

　　[2] 西班牙城市。

　　

　　鸡

　　母鸡只是一枚鸡蛋生出另一枚鸡蛋的工具而已。

　　——塞缪尔·巴特勒

　　明日之鸡

　　在今天的任一时间点，地球上鸡的数量至少都比人的数量多3倍。鸡是这个星球上最常见的鸟类，为了满足人类的食用需求，每年要饲养和宰杀600亿只鸡。它已经成为世界上最为重要的家养动物。但是在过去，情况并非如此。实际上，鸡在全球家养动物中占据优势地位并没有多久远。这一切都发端于1945年在美国发起的一场比赛，比赛目的是要寻找未来的鸡。

　　这场比赛是要使鸡农重新把重点放在生产鸡肉，而不是鸡蛋上，再就是要找出美国最肥的鸡来。这场比赛的赞助者是美国领先的家禽肉类零售商A&P食品公司，它于1948年拍摄了一部关于这场比赛的电影，并且给它取了一个很独特的名字——《明日之鸡》（ Chicken-of-Tomorrow）。

　　电影开始是一个特写镜头，拍的是一笼子毛茸茸的小鸡，背景音乐是用双簧管演奏的忧伤乐曲。随后，音乐退去，镜头切换，我们看到有两个身着白衬衫的女子用手抚摸着叽叽喳喳的小鸡，将它们从一个笼子扔到另一个笼子。这时，旁白里，一个典型的美国资讯广告语响起：“你知道吗？鸡是这个国家的第三大农产品，产值高达30亿美元！”读这些脚本的正是电影制片人、播音员洛厄尔·托马斯——直到1952年，他都是20世纪福克斯的新闻主播。

　　然后，我们看到，有更多的妇女在将鸡蛋码在蛋架上。“在提高母鸡产蛋量方面，鸡农已经取得了很好的成绩。今天，母鸡平均年产蛋量为154枚，有的品种甚至年产蛋超过300枚。”这听起来不错，但是还不够好。旁白继续道：“但是，由于将重点放在了产蛋量上，鸡肉多少有点成了养鸡业的一个副产品。”接着，我们又看到两个身穿白外套的男子，他们检查了一下瘦骨嶙峋的死鸡，然后把它们倒挂在钩子上。节目介绍说，在战时，养鸡业获得了很大发展，填补了因为红肉短缺和限量供应造成的市场缺口。战争结束后，养鸡业的领军企业都担忧如何保持市场需求。于是A&P食品公司——前身为大西洋和太平洋茶叶公司，就站出来，资助了这一全国性的比赛。他们的目的很明确，就是让鸡农和育种者找到“一只胸宽、身长、腿肥并有一层一层白肉的鸡来”。他们甚至还做了一个蜡像来展示希望未来的鸡长成什么样子。从根本上讲，他们希望鸡长得更像火鸡。

　　接下来，电影描述了各州的赛事情况。当然，人们很难把这一比赛当真，电影的背景音乐是很欢快的《自由钟进行曲》，它后来还被巨蟒剧团剽窃了。电影随后还介绍了鸡的胚胎学知识，其中有一段是鸡的胚胎在鸡蛋里成长的记录。为了让观众能清晰地看到，在鸡胚胎成长的每一阶段，电影播出的都是去掉了蛋壳的情形。

　　再回到蛋架上的那些鸡蛋。电影介绍说，所有进入全国决赛的鸡蛋都会在完全相同的条件下孵化，然后再把鸡养大。我们看到，有5位身着套装的工作人员正在对小鸡进行巡查，他们对情况表示满意。接着，电影里出现了一个穿着漂亮白色上衣、戴着一串珍珠项链的女子。她一头黑发垂在两侧，嘴唇上涂着鲜亮的口红。她用手捧起两只小鸡，然后贴到脸颊上，面露微笑。“这些小鸡很漂亮吧？当然是了，先生！”旁白充满热情地评论道。当然，这一双关语用错了地方。在这段轻松的插曲过后，电影又播出了那些男士给小鸡翅膀上绑上编号的情形，这可以算得上是“很艰巨的任务”了。

　　我们从电影中跟踪了解了这些小鸡短短12个星期的生命。它们长成了又大又漂亮的鸡，有一些是棕色的，有一些则有灰色的条纹，还有一些则洁白如雪。接着，它们就被装进运输箱里，然后再转到笼子里……很快又变成挂在钩子上的尸体，等待人们的评判。“每一种鸡中都有12只被挑出并包装起来用于展览，而其他的则被送到生产线上去除内脏。”旁白介绍道。在那里工作的又都是女士了。鸡的腿被绑在类似衣架一样的东西上，被工作人员朝前推。在那里还有一位男士在对鸡进行检查。随后，我们就看到了最终的样子，一些作为样板的小公鸡被装进笼子里，而宰杀之后的鸡则被装箱，再用细金属线捆扎起来。但这时候，外面却出现了不同寻常的一幕：有一位身穿白袍、头戴王冠的女士登场了，她乘坐一辆盖着白色皮草的马车，两侧都是美国国旗。她就是南希·麦基——德玛瓦“明白之鸡”女王，人们把她称为“赛事之外的另一看点”。

　　然而，南希并没有使人们的注意力从真正的冠军身上移开很长时间。这些冠军就是那一群由查尔斯·凡特雷斯和肯尼斯·凡特雷斯用红色考尼什公鸡和新罕布什尔母鸡孵化的小鸡。这两种鸡的组合赢得了比赛，而且凡特雷斯兄弟在鸡的重量以及饲料转化成鸡肉重量的效率（即投入的资金所能生产的鸡肉量）上都获得了第一名。但是，这场比赛仅仅是个开始，而不是结束。这部电影也不仅仅是简单宣布一下比赛结果，而是要在1951年发起另一场全国比赛。在电影中，有许多身穿套装的男士都对未来比赛的前景表示出很乐观的态度。结尾时，旁白响起了，“即使在今天，家庭主妇们还都很喜欢吃改进型的肉鸡”，这时电影里有一群家庭主妇站成一排，沾满油的手拿着炸鸡腿，边吃边咧嘴笑。

　　很明显，这部电影是在一个完全不同的世界里拍摄的。在这个世界里，只有男人干真正的工作，而女人要么是手捧毛茸茸的小鸡贴到脸颊上做做样子，要么是做一些枯燥乏味的活计。在这个世界里，鸡都很瘦，而养鸡业者的梦想就是把鸡养成现在的样子：速生、丰满的白肉怪物。只有孵化方法没有变化。从一开始，肉鸡孵化就已经成为一个产业。电影一开始的旁白就把鸡称为一种“农产品”，这是多么形象的描述啊！1948年比赛中获胜的鸡的基因已经被植入我们今天所养的鸡身上。

　　比赛中获胜的红色考尼什鸡是与白色来亨鸡一起交配孵化的，而后者此前已经在纯种鸡那一组中获胜。这两种杂交鸡孵化出的鸡就是爱拔益加肉鸡，它取得了巨大成功。爱拔益加原来只是一个小农场，主营水果蔬菜，鸡的孵化只是副业。后来，它却成了美国各孵化公司的主要供货商。1964年，这家公司被纳尔逊·洛克菲勒收购，随后急速扩张并登上了全球舞台。如今，中国有一半的鸡是源于爱拔益加鸡——那些参与比赛的鸡的后代。这听起来令人震惊，我们很难想象，人工孵化多么迅速、多么彻底地使鸡发生了变化。

　　养鸡业转变为一个巨大的全球性产业，所涉及的不仅有规模前所未有的选择性繁育，而且还有极为严格的孵化控制。今天，鸡的孵化和养殖是完全分开的。这一区分能够实现，是因为鸡蛋可以通过机器孵化，而不必依靠母鸡。鸡农养鸡的规模经常很大，但是，这些鸡却不是用于孵化小鸡的。孵化的任务由专业公司承担，主宰这一市场的只有两家大型跨国公司：安伟捷公司和科宝公司。

　　这些公司对于其种禽血统的控制非常严格。他们对鸡群的血统要保护三代的时间，然后培育出“父母代种鸡”，出售给肉鸡育种场，在那里，不同基因谱系的鸡被放在一起孵化，进行最终的混合。孵化出来的小鸡会被运往肉鸡“成长”养殖场，甚至连放养的有机肉鸡也有可能来自这些工业化的孵化场。当然，还有一些规模较小的孵化场专门孵化生长期较长的小鸡以供应传统市场和有机鸡肉市场。然而，绝大多数的鸡生长周期都很短——屠宰时仅仅活了6个星期。我们平常所吃的鸡，其实都是长得很快、很大的鸡，它们骨骼的末端甚至还没开始从软骨长成骨骼呢。在血统保护阶段的一只曾祖母级的母鸡，能够拥有300万只后代肉鸡，这一数目大得惊人，可是，它们都没有机会长到成年即遭屠宰。

　　除了从表型角度仔细控制种鸡的血统特点——对其成长轨迹、体重和进食进行严格审视，孵化鸡的人现在还利用基因组学打磨他们的选择性繁育技术。但是，遗传学的进步不仅能够对鸡进行基因分型，从而找出一些优良的基因变体，而且能够从基因上对鸡进行改良。目前市场上的鸡还没有经过基因改良，但是，相关技术正在一些研究所里进行测试。现在，已经有了能够对鸡和其他家畜家禽的基因进行编辑的手段，可以消除有害的DNA，加入优良的基因。这一方法要奏效，需要长期的努力研究。现在，研究人员正在加紧努力，以寻找使用上述方法改良家禽的途径。罗斯林研究所距离苏格兰15世纪的罗斯林教堂开车只需7分钟。丹·布朗在《达·芬奇密码》中曾对这座美丽的教堂进行了传奇般的描述。罗斯林研究所的专家正在忙于研究一种不同的鸡的血统，即一种不同的基因密码。于是，我去了中洛锡安郡，去见这些破解基因密码的专家。

　　罗斯林的研究人员

　　罗斯林研究所有一组先进的大楼，一些里面养着实验用鸡，目的是对其进行最大限度地利用；另一些则供科学家居住，目的同样也是要让科学家发挥最大的作用。这些科学家致力于对实验用鸡进行最优化培育，但是，手段并不限于选择性繁育。在过去1000年里，选择性繁育已经在鸡身上创造了奇迹，而在过去约60年里，其成就更是令人叹为观止。但是，我们现在已经可以直接介入生物体的基因密码。相比之下，选择性繁育就显得很过时了。驯化是一个持续的过程，而遗传学正处于这一过程的前沿。

　　基因改良的新技术给地球带来了新选择。有了这些技术，或许未来我们农业的生产方式会更为高效、持久，也更为平等。然而，我们又不免恐惧。选择性繁育是一回事，但是，在许多人眼里，直接的基因干预——利用酶来改良DNA，则似乎走得有点过头了；使用这种方法就像是恺撒当年越过卢比孔河攻打罗马一样，会给世界带来颠覆性的改变，但我们不能鲁莽地越过这一界限。

　　我本能地感到，这里有什么东西被搞错了。科幻小说甚至使我这样的人都对转基因生物慎之又慎。威尔·塞尔夫是一位小说家和记者，他善于描写一些令人不安、不舒服的奇异之物。在《戴夫》（ Book of Dave）一书中，他描写了一种名为“莫托斯”的动物，它是转基因的产物，外形像猪，既是宠物，又是家畜。它们有智慧，还会像学步小孩一样结结巴巴地说话，但是，它们还会被人们屠宰并吃掉。在专门繁育动物供人们食用这一问题上，“莫托斯”对我们的观点提出了挑战。我们认为，自己的味蕾比动物的生命还重要。这对我来说太难以接受了——我完全吃素已经有18年了。现在，我忍住自己的负罪感，吃一点点鱼，但是，要吃其他肉类，还是难以接受。

　　我们在自己的心目中，在自身和其他动物之间划出了一条界线。如果我们要把其他动物作为食物的话，这一界线就是必需的。我想，你永远也不会想着吃人吧。但是，绝大多数人却认为，饲养、屠宰，然后再吃掉动物并没有什么不对。那么，要改变它们又怎么样呢？如果是通过选择性繁育来改变，这似乎是可以接受的。

　　对植物而言，我们可以利用辐射或者致变化学物质来制造出一些突变来，然后将这些基因变化通过选择性繁育植入农作物之中。人们已经完全接受这种方法了。如果说这种方法听起来还有些新奇和危险，但实际上自从20世纪30年代以来，我们一直在这么做。

　　从那时算起，人们已经创造出3200多种诱变植物并进行推广。其中一些人们现在还在种植并作为有机作物进行推广。阿根廷种植的多数落花生就是从辐照突变体中培育出来的；澳大利亚种植的多数水稻也是从一种辐照突变品种培育出来的；突变水稻在印度、巴基斯坦等地也都有种植；而欧洲则广泛种植突变大麦和燕麦；在英国，人们种植一种名为“金色希望”的大麦来酿啤酒和威士忌，这种大麦就是用伽马射线照射植物而形成的突变体。所有这些农作物中的辐射并没有危险性——辐射已经完成了它的任务，即将其祖先的DNA打乱，然后创造出新的变体。

　　很明显，这些植物都是转基因的。那么，对于直接使用类似伽马射线一类的手段来改良基因，为什么人们会更易接受？相比之下，对于使用酶来做同样的事情，而且更加精确、控制更严，为什么人们却感觉更加危险呢？国际原子能机构急于撇清“辐射繁育”与生物基因改良的关系。它将辐射繁育描述成仅仅是使生物体自然突变加速的手段，而自然突变是物质发生的变异，也是进化本身的生命线。但是，如果说我们已经利用辐射来改良DNA，并将其称为“辐射育种”，这启发我，其实我们应该将从生物学上改良DNA称为“酶育种”，这样还更加准确，并且指代清晰。

　　所以，我急于走进罗斯林研究所，并与研究人员交流，了解他们对基因工程的看法以及最新的手段。这些人都是遗传学领域的先驱，引领着该领域的发展。他们比其他人都更了解基因科学以及人们对这一科学的概念、偏见以及合理的关切。他们对鸡的基因非常了解。实际上，早在2004年，鸡就成了第一种所有基因组都被排序的家养动物。亚当·巴里克解释了相关技术及其潜在用途；海伦·桑则给我一般性地介绍了基因科学以及与之相关的政治角力；迈克·麦克格鲁给我介绍了一些激动人心的新进展，在他的愿景中，这一技术能够成为推动世人福祉的力量。

　　亚当来接我，并陪着我到了他位于大楼二层的明亮的办公室。那座大楼外面都镶着钢板、玻璃和铜板，科学家就在大楼里工作。墙上贴着一些海报，显示小鸡胚胎发育的各个阶段。亚当桌上的空间大都被一些屏幕所占据，我们坐定后，他拉起屏幕上的图片。在黑色的背景下，有一片片亮绿色在闪光。这些都是从显微镜下拍摄的照片，显示了一只鸡胚胎的进化。我们看了看鸡的脖子，那一片片绿色则显示了一种特别的组织——淋巴组织，它与组成我们人类淋巴结的东西一样。这种组织通常并不发出绿光：亚当已经改造了鸡的胚胎，将一种“报告基因”植入了鸡的基因组。不管哪里形成了淋巴组织，这种基因都会发出一种绿色的荧光。

　　在改变鸡胚胎DNA时，亚当使用了一种传统的方法，或者说，至少是一种在鸡身上已经应用了约12年的方法。此前，他还使用过病毒来进行这项工作。因为许多病毒的运行原理就是将DNA植入受体的基因组中，所以，研究人员就利用这一机制，用病毒将选中的基因植入另一生物的细胞当中。起初，这些“病毒载体”是为人类基因疗法而研制的，但是，它们在鸡身上也能很好地发挥作用。虽然通常还做不到将病毒植入新基因组中某一特定位置，但是，研究人员似乎很善于找到一些位置，将基因植入。在这些位置中，植入的基因被细胞读取或表现出来的概率很大。

　　亚当就是利用这种已经被应用、被试验过的技术去照亮鸡胚胎中的淋巴细胞的。他的具体做法是，找到一种通常在那些细胞（而非别的细胞）中形成的蛋白质，然后再找到那个“启动开关”。这个开关是一个起控制作用的基因密码组，就位于那种蛋白质本身的基因密码上游方向。随后，他将开关与能制造绿色荧光的蛋白质的基因（这种基因是从水母身上隔离并提取的）结合，创造出一段新的DNA。接下来，亚当利用病毒载体将这一组新的DNA组合植入鸡的胚胎。这样，只要这个开关被植入任何细胞中来制造普通的淋巴细胞蛋白质，制造发光蛋白质的基因也会被启动。于是，这种经过基因改造的胚胎就会给自身加注标记，当人们在显微镜下用紫外线照射，它就能非常清楚地显示出淋巴组织来。

　　亚当介绍说：“这些可不仅是好看的图片，它们还能让我们进行量化研究。”这些图片准确地显示出淋巴组织是在胚胎中的什么地方形成的，而淋巴组织又与免疫系统相关联。亚当研究的是鸡免疫系统的形成，而要搞清楚相关免疫细胞和组织是如何形成的，这些图片非常关键。我们所研究的是鸡如何防御疾病，这就好像是画出古代的要塞图，然后努力去复原当时的战事。鸟类的免疫系统与哺乳动物截然不同，其差异之大使我们不禁要问，它们没有哺乳动物身上形成的防御手段，又是如何生存下来的呢？

　　“我们从哺乳动物身上了解的一切都会告诉我们，鸟类无法存活，”亚当说道，“但是，面对同样的环境，同样的病原体，鸟类却找到了不同的应对之法。”科学通常就是这样进步的。首先注意到差异，然后再去研究差异为何能够存在。对于哺乳动物，包括人类而言，淋巴结显得如此重要。而鸟类虽然也有一些淋巴组织，但是却没有像淋巴结这样独立而确定的东西。然而，鸟类却依然活得很好。这一问题既令人费解，又很有意思。淋巴结的形成似乎非常复杂。那么，为什么哺乳动物需要它们而鸟类不需要呢？我们可以默认，如果能够探明鸟类是如何以看起来非常不同的免疫系统抵御传染病，我们对人类免疫系统的理解也会深刻得多。

　　基因改良已经使研究人员能够比以往更精确地绘制出胚胎发育的过程图，对于上述基因科研来说，这是一个重要的工具。但是，基因改良如何能够走出实验室，被实际应用到肉鸡身上呢？罗斯林的科研人员也在从这一角度进行研究。他们结合使用了胚胎发育变异和一种非常精确的新型基因编辑技术。

　　要使某一特定版本的基因在一群鸡中传播开来，就得将这种基因植入能产生配子（即卵子和精子）的细胞中去。鸡（和人）生殖腺中能产生配子的细胞被人们称为原生生殖细胞。从本质上讲，这些细胞是永生的，它们会不断分裂，根据动物性别的不同，有一些分裂出来的细胞会长成卵子或精子，有一些则仍然是生殖细胞，后者还会再分裂，产生出更多的卵子和精子来代替自身。要将选中的基因植入原生生殖细胞，常规的方法就是选择性繁育，这种方法是间接性的，而且随机性较强。

　　具体做法是，选中具有某一特点的鸡，并将它们养在一起，寄希望于产生这一特点的基因能存在于一些卵子和精子中，然后还能传到下一代的一些鸡身上。要使某一特点传遍整个鸡群，需要好几代的时间。但是，我们可以想象，如果能够确保一只母鸡的所有卵子或一只公鸡的所有精子都包含我们想要的基因，那么，这一过程就能得到简化，所有孵化的小鸡都能直接拥有这种基因，显示出这种特点。最新的基因编辑技术恰好能使遗传学家做到这一点。而且，人们偶然发现，要对原生生殖细胞进行改良，相对容易的办法就是将它们从鸡的胚胎中提取出来。

　　自从亚里士多德按照3星期的周期孵化鸡蛋以来，鸡就一直受到胚胎学家的关注。现在，人们有可能在不杀死胚胎的情况下，打开部分蛋壳，观察胚胎发育，甚至还能与胚胎互动。胚胎是在鸡蛋的一侧发育的，而鸡蛋是什么样子，人们都熟悉。在有蛋白和蛋壳之前，胚胎就是那黄颜色的一块东西，主要是蛋黄。

　　人的卵子直径只有0.14毫米。而实际上，与人体内其他细胞相比，它已经是一个很大的细胞了。

　　卵子里包含有足够量的细胞质（细胞内的物质），能使卵子在受精之后，形成胚胎并发育。人的受精卵能够分裂成一个由细胞组成的小球，但同时又能保持大小不变。相比之下，鸡的卵子在未受精之前则算得上是庞然大物，有一枚鸡蛋的蛋黄那么大，而实际上，鸡的卵子绝大部分就是蛋黄。如果你用科学的方法探寻，你早餐吃的东西（鸡蛋）就是一个巨大的细胞，里面充满着支持胚胎发育的蛋黄营养物，在其一端还有一点点细胞质。在细胞质中有染色体，它就是母鸡对胚胎在基因上的贡献；公鸡基因的那一部分则通过精子传给卵子。这时，情况就开始变得有趣起来。哺乳动物的卵子分裂速度较慢，第一个细胞虽只分裂成两个细胞，但还要大约24小时才能完成；而鸡的受精卵则不会迟滞。在受精之后24小时，母鸡就会产蛋，到这时候，已经形成了由2万个细胞构成的盘状物了。如果这时立即打开鸡蛋，就能够看到，在蛋黄一侧有一个白色盘状物。如果鸡产出的受精卵（鸡蛋）被置于暖和的环境下，胚盘（那2万个细胞）就会继续长大、繁殖并发育成胚胎。

　　鸡蛋产出仅4天之后，胚盘就会卷起，成为鸡身的雏形。鸡的眼睛已在形成之中，可以清楚地看见，胎心也开始跳动。而人的胚胎要达到同一阶段，则要等到受精之后整整4个星期。在这时候，鸡的胚胎周围已经形成了一个血管网络，并且延伸到了蛋黄周围。如果用光去照一只孵化4天并已受精的鸡蛋，就能非常清楚地看到这些血管——它们像红色的蜘蛛丝一样从一个红点向外发散，而这个红点就是胚胎。在这一阶段，如果能在蛋壳上开一个小孔，并将一根细针从小孔插入那些胚胎血管，就可以提取少量血液样本。这一样本中不仅会有早期的血液细胞，而且还会有一些非常重要的干细胞。这些就是原生生殖细胞，它们最终会进入（孵化中的）小鸡的性腺，并根据鸡的性别，生成精子或者卵子。

　　迈克·麦克格鲁正在进行一项实验，就是从只有两天半的胚胎中提取血液。在这一阶段，仅仅一小块样本中就包含100个生殖细胞。接下来，他要做的就是使这些细胞脱离胚胎，再将其置入培养液中培养好几个月。这样，他就有机会使用一种新技术对这些细胞的基因进行编辑。这种技术能够在隔离一些DNA片段的同时，再接入一些新的DNA片段，这样，就实现了基因的精准改良。

　　经过改良之后，原生生殖细胞就可以植入鸡的胚胎。这种胚胎的基因已经被预先改变，因此，它不能产生出自己的生殖细胞。可令人惊讶的是，之后胚胎还能正常发展——基因已被改变的原生生殖细胞还会运动到正在发育的鸡的卵巢或睾丸中。当这只小鸡孵化出来并长成一只母鸡或公鸡后，它所产生的卵子或精子就都会包含经过改良的DNA。

　　这种使遗传学家能够对基因组进行精准改良的技术被称为CRISPR（规律成簇的间隔短回文重复序列），它在各种基因工程技术中属于最尖端的了。与传统的病毒载体方法相比，这一技术更为精良，但是，它还是源于自然。科学家对病毒和细菌互相攻击的方法进行了多年的辛苦研究，才给这一技术打下了基础。

　　一些细菌防御病毒攻击的方法很高明，实际上，它们有一种系统能使自身对病毒具有免疫力。当这些细菌遭遇病毒时，它们会将这种病毒基因代码的一部分复制到自身的基因组中。这种做法看似愚蠢，因为这样做似乎是在充当病毒的同谋，但事实并非如此。因为这样做就意味着它们能够“记住”那种病原体，下次再遇到时就能有效抵御。这段病原体DNA两侧是一些重复出现的、奇怪的基因密码，它们都是细菌的标记，被称为CRISPR——规律成簇的间隔短回文重复序列。当细菌细胞被感染时，它就会查询这个标记，读取那一段病原体DNA，这实际上就是把那一段基因复制下来。在这一过程中，它所使用的是一种与DNA稍有不同的名为RNA的分子（RNA就是核糖核酸，而DNA指的是脱氧核糖核酸）。细菌细胞中有一种能切割DNA的酶，就像是一把分子剪刀一样。而复制下的那个RNA“索引”就会与这种酶发生连接，并且还能返回，再与带有入侵病原体的DNA对接，这时，酶就能将病原体整齐地切开，使它失效。所以，如果想在一段DNA上进行精确切割，只要先创造出一个RNA索引，明确目标，然后把活儿交给剪刀酶就可以了，它可以在任何地方完成切割，想切割多少次都没有问题。

　　这一新技术有多种潜在用途。利用这种新的基因编辑技术，人们就有可能比以前更加精确地剪除特定基因，制造出一个“剔除”胚胎来。这一胚胎在发育中，可以展示出那种特定基因情况缺失下的发育状况，进而就能揭示出那种基因的功能。更好地理解胚胎发育有助于我们未来应对各种疾病。CRISPR技术还能用于临床治疗，将生物体中受损的DNA除掉。事实上，这一技术已经很成熟了，可以从一个基因组中剔除一个单一碱基对，实际上也就是一个染色体上的一个核苷酸“字母”。但是CRISPR技术并非全是剔除DNA，它还能够在精确剔除一段DNA后，再接入另一段DNA。但是，细胞可不会喜欢其DNA被剪除，分子机械会积极行动，修复损伤。通常，细胞会求诸碱基对中的另一个染色体，让其协助重组受损的DNA。但是，人却可以将自己选定的一段DNA模板介绍给细胞，让其复制，这就相当于给细胞一个建议。这种方法已经在实验室中得到了应用，比如改良酵母以制造生物燃料，改变作物品种，使蚊子对疟疾产生抗体等。这一新的基因编辑技术被美国科学促进协会评选为2015年科学的突破性发展。在这一领域，科学进步很快，潜在的应用领域也很广泛，但是，也存在很多伦理问题。

　　40多年来，海伦·桑一直都在致力于研究脊椎动物发育以及转基因技术的应用。目前，她仍然想揭开胚胎发育的准确细节，但同时，她还在对小鸡进行研究，想通过改良其基因以制造出高价值的蛋白质，通常小鸡是不会有这种蛋白质的。在她的研究中，要用到鸡蛋和人干扰素，后者是人体自然产生的一种蛋白质，也被用作一种药物，抵御病毒感染。鸡蛋中有一种卵清蛋白，如果提取卵清蛋白的调控序列（就是它的“启动开关”），再将其与人干扰素基因连接，就可以将它们一起植入母鸡体内。这样，母鸡体内在制造卵清蛋白的同时，也会制造出干扰素。所以，正如亚当在淋巴细胞中使用绿色荧光蛋白一样，我们可以对小鸡进行改良，使研究更加容易；我们也可以使小鸡在其鸡蛋中为人类制造出其他有用的蛋白质，比如干扰素等。

　　但是，近年来，海伦的研究重点已经转向如何改良肉鸡了。她想做能立即投入使用的事情——提高鸡抵抗疾病的能力。CRISPR技术具有准确快速实现目的的特点，这使海伦非常激动。她对如何使用这一技术进行了解释。第一步是要筛选对疾病（比如禽流感）有抗体的鸡，然后寻找与这种抗体相关的基因。这种基因也许与其他鸡的基因序列只有一些核苷酸上的差异，但是这些微小的差异却有重大影响。确定了一种有用的基因后，就可以利用CRISPR技术将另一只鸡身上的相应基因切除，再用人们所知的有利基因取代它。应用这一技术，人们实际上只是将一些鸡身上已有的基因变种扩散到整个鸡群，从而省去了选择性繁育的烦琐过程。当然了，还有另一种可能，除了从同一物种中引入一种基因的不同变种，应用这种技术还可以从其他物种中引入一种基因。“我们可以实现基因信息的自由迁移。”海伦轻声说，同时对这种技术表示惊叹。我说：“我认为，跨越物种界限转移基因的想法和可能性令人担忧。”“哦，这都与DNA有关啊！不管怎样，我们知道，DNA是会转移的，从我们身上就能发现一些源自其他物种的东西呢。”此言不虚啊！特别是一些源于病毒的东西（都被传到我们身上了），因为病毒喜欢将自身的基因附着在其他物种的基因组上。

　　事实上