PNAS論文提出葫蘆起源新假說

　　報道：葫蘆（Lagenaria siceraria）是第一批馴化的植物之一，也是在前哥倫布時期唯一一種具有全球分布的植物。雖然葫蘆原產于非洲，但早在11,000年前的東亞和 10,000年前的美洲，人們就已經常使用它。盡管葫蘆對不同人群具有很大的重要性，但它為何具有如此廣泛的分布，仍然懸而未決，特別是，它于何時和如何 到達新大陸？

　　根據研究葫蘆遺傳學的一組科學家稱，從非洲穿越大西洋的葫蘆，很可能在新大陸各地發生了多次馴化，其祖先來自非洲而不是亞洲。這項研究成果發表在最近一期的《PNAS》雜志上。之前，《PNAS》剛剛發表過一篇關于動物起源的研究成果PNAS：動物起源理論受到挑戰。

　　賓夕法尼亞州立大學的人類學博士后Logan Kistler稱：“我們認為，在20世紀50年代開始，葫蘆從非洲漂洋過海。然而，2005年一項利用古DNA的葫蘆遺傳學研究推斷，葫蘆起源于亞洲，古印第安人將已經馴化的葫蘆從亞洲運到美洲，從而在新大陸大量繁殖。”

　　在熱帶和溫帶地區，馴化葫蘆無處不在，因為它們嫩時可食，而成熟后可用來制作輕便、防水的理想液體容器。在制陶業開發之前，或制陶業從未開發的地區，它們頗受歡迎。

　　Kistler指出，2005年的那項研究只著眼于對居群水平無用的目標序列標記。現在，我們可以對質體基因組的大的單拷貝區域進行測序。

　　動物有兩種類型的DNA——核DNA和線粒體DNA，與動物不同的是，植物細胞有三種類型的DNA——核DNA、線粒體DNA和質體DNA。因為動 物線粒體DNA完全遺傳自母親，變化非常緩慢，因此經常用于遺傳學研究。但植物線粒體DNA容易發生結構重排，通常具有緩慢的突變率。在質體（例如執行光 合作用和產生淀粉或色素的細胞器）中發現的DNA，是植物的一個更好選擇，因為它不會重組，但它的突變足夠快，可用于種群水平的研究。

　　研究人員對36個現代葫蘆樣品和9個遠古葫蘆樣品大約86,000個質體DNA堿基對進行了測序。他們發現，經檢測，來自美洲的所有古老葫蘆都屬于非洲葫蘆的正常變種，而不是亞洲葫蘆。

　　Kistler稱：“對此最好的解釋是，它們直接來自于非洲。然而，我們想檢測是否葫蘆從非洲漂洋過海形成了新大陸種群。”

　　以前的研究發現，葫蘆在海洋中漂浮很長一段時間后，仍然有活性種子。研究人員開發的一種洋流漂移模型顯示，在晚更新世期間，野生非洲葫蘆可以簡單地 漂浮跨過大西洋。他們認為，大型哺乳動物（例如猛犸象）能夠幫助馴化種群扎根于新熱帶區，因為我們知道，這些大型哺乳動物采食不同科的植物，包括葫蘆。在 大型哺乳動物糞便的古老沉積物中也發現了葫蘆種子。

　　今天，非洲的葫蘆大多是馴化狀態，只在肯尼亞和津巴布韋分布有很小的野生種群。在洋流漂移模型中，研究人員研究了現實的、不切實際的保守和樂觀的場 景。他們將非洲西海岸按維度進行劃分，模擬了12年的葫蘆散布， 在那里每個月有一個葫蘆進入每個維度分區海洋中。每個葫蘆到達那里所花費的最短時間是100天，平均到達時間大約是9個月。

　　研究人員稱，葫蘆很有可能頻繁地漂越大西洋。生長在河流附近的葫蘆更容易漂入海洋中。

　　Kistler指出：“并不是僅僅一個葫蘆的到來就能產生所有的新大陸葫蘆。大約10,000年前，葫蘆種群就出現在佛羅里達和墨西哥，更晚一點出現在美國中部。”