David Spooner

马铃薯起源路线图

大卫·斯普纳是美国农业部的一名分类学家,他收集马铃薯的野生和栽培种并研究它们的物种界限和关系。他最近的发现改写了关于马铃薯栽培种的起源和进化方面许多我们认为是已知的情况。

在2005年,您与其他人合作撰写了一篇论文,推翻了以前有关马铃薯的进化历史。你们的发现是什么?

“我们证明的是,马铃薯栽培种有一个单一的发源地,在秘鲁南部。在此之前,所有出版物都推测早期安第斯和智利的马铃薯栽培种类从不同的起源演变而来,很像豆子是在南美洲和中美洲两地被驯化的情况一样。就马铃薯而言,有关驯化的研究提出了复合杂交或多重独立起源来自被称为Solanum brevicaule复合体的假定,这是一组20个形态非常相似并可结出块茎的野生种,广泛分布于秘鲁中部到阿根廷北部的地区。目前,作为这一复合体生物分类学研究的一部分,我和来自苏格兰作物研究所的科学家小组在分析马铃薯地方种的收集品材料时有了一个惊人的发现 - 在分子水平上,将所有材料组合到一起,而不是像对待许多单独的起源那样,将不同野生物种的‘系统发育树’分开单列。基于对这些栽培种的初步研究结果,我们将工作范围扩大到马铃薯的261个野生种和98个栽培种的DNA标记分析上,而我们的数据表明,这些早期栽培种起源于秘鲁中部或南部S. brevicaule复合体‘北方’部分的一个单一祖系。”

这一发现有多重要?

“当然这对秘鲁来说是个极好的消息,是民族自豪感的来源。但是暂且不谈这一点,分类学的目的是帮助确定物种的特性并将物种划归相关的类别,为其他科学家提供一份引导他们沿着正确道路开展研究的路线图。如果分类有问题,研究就会出差错。事实上,我们的另一个发现是,被认为是S. brevicaule北方组成员‘种’的定义不清,而且进一步的研究有可能将其降为一个单一的种类。”

在您最近发表的论文中另有一篇取得了新的突破,将栽培马铃薯重新分类为4个种。

“这项结果是根据与在秘鲁的国际马铃薯中心一起开展的一项研究得出的。我们针对作物地方品种进行了一项有史以来最大的分子标记研究,涉及马铃薯所有栽培种的742个地方品种和8个密切相关的野生种。在此论文发表之前,人们对马铃薯到底有多少个栽培种意见不一,被广泛采用的[英国植物遗传学家] 霍克斯(J.G Hawkes)分类确定了7个种和7个亚种,而俄罗斯分类学家确认了多达21个种。但是,结合早先与国际马铃薯中心进行的形态学分析得出的结论,我们的分析仅发现4个种:Solanum tuberosum分为安第斯和智利栽培种组,以及‘苦马铃薯’的3个杂交栽培种。我们还发现,对其他所谓的‘种’进行一致和稳定的识别鉴定是不可能的,只能引起混乱。”

那么,关于你2008年公布的关于现代马铃薯中引入了智利种质的第三个最新发现,其争论点是什么?

“所有的现代马铃薯栽培种主要以智利种质为主。为了对此做出解释,俄罗斯研究人员提出,引进到欧洲的马铃薯是智利本地品种,而英国研究人员则认为它们来自安第斯,但在十九世纪40年代晚疫病流行期间被彻底摧毁并被引进的智利品种所替代。通过对在1700年至1910年期间收集的49份欧洲植物标本进行DNA标记以区分安第斯和智利本地品种,我的学生艾姆斯(Mercedes Ames)和我对这个问题进行了研究。结果表明,安第斯马铃薯确实在十八世纪在欧洲占有主导地位并延续到1892年 - 晚疫病发生很久之后 - 而智利马铃薯最早出现在欧洲是1811年,而且在晚疫病流行之前很长时间就已占居主导地位。”

这可能是一个不常见的问题。您自1989年以来每年在美洲各地采集马铃薯,您是否已经与这一植物建立了“精神上的联系”?

“马铃薯并不是我工作的主要动力。美国农业部要求我开展马铃薯方面的工作,但是我的真正动机是从事为马铃薯带来的复杂的分类学和生物学问题寻找答案这一脑力活动。我之所以对这项工作如此着迷是因为拥有强大的基础设施来开展马铃薯研究并找出那些答案。”