說到蘋果的祖先,多數教科書都會提到來自中亞天山地區的新疆野蘋果(Malus sieversii)。這種野生蘋果果實雖然也有甜味,但外型多變、口感粗糙,是科學界公認的栽培蘋果(Malus domestica)最主要基因來源。
為什麼懷疑不只有新疆野蘋果?
2012 年,法國的 Cornille 等人組成了一個跨國研究團隊,重新審視蘋果馴化的歷史。基於幾個耐人尋味的觀察,他們認為有必要重新鑑定一下栽培品系蘋果的家譜:
- 首先,位於絲綢之路沿線的不只新疆野蘋果,還有高加索地區的 M. orientalis、西伯利亞的 M. baccata,以及歐洲本地的野蘋果(M. sylvestris)。
- 其次,過去曾在歐洲的某些蘋果品系中,檢測出與歐洲野蘋果相同的單倍型(haplotype)。
- 第三,他們觀察到,野生的歐洲野蘋果可以與栽培品系蘋果發生自然雜交,並留下後代。
- 最後,某些歐洲釀酒用的蘋果(cider apple)特徵(小、苦、澀)與歐洲野蘋果極為相似。
這些現象讓研究團隊提出一個大膽的假設:歐洲野蘋果也可能在蘋果的馴化史上「參了一腳」。
要如何驗證這個假設?
為了驗證這個假設,研究團隊採集了從中國到西班牙、共 839 株蘋果樣本,涵蓋五種野生蘋果與栽培種。他們使用 26 個分布在全基因組的微衛星標記(microsatellite markers),並採用族群結構分析(STRUCTURE)、FST 分化指數與貝葉斯推論(Approximate Bayesian Computation, ABC)等方法,比對各族群的遺傳相似性與基因滲入程度。
結果不只令人驚訝,更顛覆了單一祖先的假設。
研究團隊發現:
- 在未剔除混血個體時,栽培蘋果與歐洲野蘋果的基因距離,比與新疆野蘋果還接近。
- 約有 26% 的栽培蘋果品種含有明顯的歐洲野蘋果基因,尤其在俄羅斯、法國與英國的品種中最常見。
- 若僅分析「純種個體」,則新疆野蘋果仍是最早的祖先,但歐洲野蘋果後來確實參與了大量基因滲入。
從他們的貝葉斯模型推估,歐洲野蘋果的基因甚至可能占目前栽培蘋果基因組的六成(注意:這可能高估,但趨勢明確;考慮到後來的研究,這應該真的是高估)。
這些結果意味著,蘋果的馴化不是單一事件或單一路徑,而是歷經長時間、多種野生種基因混合而成的複雜演化過程。這與許多一年生自花授粉作物(如小麥、水稻)強烈瓶頸與單源化的馴化歷史大相逕庭。可能有部分原因是因為,蘋果並非自花授粉作物。
更有趣的是,這種野生種的基因滲入可能是無心插柳——因為蘋果自交不親和,人們多半是從雜交種子中選出好吃的果實個體,而非進行嚴格的自交或品系固定。加上蘋果需以嫁接繁殖、壽命長、代數慢,更讓這些野生種基因得以保留、流傳至今。
從科學上來看,這篇研究告訴我們,馴化絕對不是斷裂式的創造,而是持續流動與混合的過程。地理環境與歷史因素(如絲綢之路)會形塑作物的基因組成。
作物的野生種不僅是祖先,也可能是「再參與者」,並提供重要的抗病、耐寒或風味基因資源。
而從文化上來看,我們也許該重新欣賞歐洲野蘋果這位長久以來被低估的角色——不是馴化故事的主角,卻是讓故事更豐富的配角。
參考文獻:
Cornille, A., Gladieux, P., Smulders, M. J. M., Roldán-Ruiz, I., Laurens, F., Le Cam, B., ... & Giraud, T. (2012). New insight into the history of domesticated apple: Secondary contribution of the European wild apple to the genome of cultivated varieties. PLoS Genetics, 8(5), e1002703. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1002703