玉米和其祖先
世界许多地方都有玉米这种植物。如果你仔细观察一下玉米植物,就会有许多发现。
玉米植物,通常植株高大。顶部是雄花穗,而中部在叶腋间伸出的棒子顶部是雌花穗。雄花粉落下,雌花受精。子粒膨大就是玉米。
在深秋里,有的玉米植株倒伏了。落在地上的玉米穗,有时会因为水分多而发芽。就是籽粒发芽了,整个玉米穗上的籽粒仍然紧紧地嵌在穗轴上,绝对没有脱落现象。一穗玉米有几百粒。它们发芽后,紧紧地挤在一起。这个现象意味着,玉米目前表现的形态,绝对不是它的自然形态。如果在大自然中,它们就是这样的,那么,这种植物是根本不能生存的。很明确的推论是:这是人类改造它们的结果。
那么,玉米的自然形态是什么样的呢?玉米的祖先叫teosinte。
1,这是玉米和其祖先teosinte植株和籽粒的样子
2,这是玉米和teosinte混合种在一起。
3,玉米和teosinte籽粒穗的比较
玉米,这种植物是善于变化的,就是基因善于变异。首先,它能适应的地域非常广泛的。就中国而言,从海南岛,到黑龙江北端,从东部沿海地区到西部边陲,你都能见到玉米的身影,虽然,它们在各地种植的面积可能相差很大的。
玉米这种植物有许多优点的:一,它的产量高。在中国许多地区,玉米的亩产量达到1000斤,不是什么难事的。二,它的田间管理很简单的。在春天里,一般锄三遍草后,植株长到60——100厘米高之后,几乎就不需要太多管理了。只要在它生长旺盛期内,不是太干旱,它自己就会把田间里可恶的杂草完全遮盖住,杂草只能在玉米植株高大的身躯下面,长得瘦弱矮小,无力和玉米植株争夺阳光和肥水。要知道,田间的杂草,绝大部分都是C4植物,二氧化碳和阳光的利用率都极高的,生命力极其顽强。而玉米很轻松就把他们完全压倒——小样,你想和我一拼高低!其它农作物很少有这样的本领。至于玉米在生长中期需要大量的水分,中国绝大部分地区都提供了这样的条件。从东北、华北至江南,广大的地区正处于强烈的季风控制下,降水非常充沛,玉米好像就完全按照中国大部分地区气候而设计的。
所谓的C3植物指的是:植物光合作用中的Calvin Cycle 用二氧化碳和水,用ATP作能源,直接合成的碳水化合物不是葡萄糖,而是glyceraldehyde 3-phosphate (G3P)的三碳糖。而C4植物除了上述的那个循环外,还多了一个过程。由Phosphoenolpyruvate(PEP)经过复杂的催化得到四碳Oxaloacetate ,最后转化为Malate。又参与到Calvin
Cycle中去的。C4植物靠多消耗ATP,提高了在高温、高光照下的光合速率。提高了水的利用率。它能在低二氧化碳浓度下存活。这样,C4植物在高温下,可以缩短气孔开发的时间,减少水分的蒸腾。C4植物一般比C3植物高产。世界上危害最严重的18种农田杂草有14种是C4植物,它们生长得快,具有很强的竞争优势。例如稗草、香附子、狗牙根、狗尾草、马唐、蟋蟀草等都是C4植物。这就是农民对田间杂草深恶痛绝的根本原因。
最有趣的是:C4植物衰老时,会出现C3植物的特征。玉米在刚出土时,为C3植物,而只有等长到第五叶才具有完全的C4特性。玉米的这个特性,也许是在春天里,光照不是很强烈,玉米植株矮小,地面的二氧化碳浓度不会太低,耗费太多的ATP会得不偿失的。
玉米正是具有了这样的优点,它们来到中国后,就遍地安家。
4,这是墨西哥的野生玉米teosinte。可见野生的植株就是各种各样的。这也是玉米善变特性的一种表现
5,teosinte的穗。我小时候在玉米田中发现过这样的变种,我当时奇怪:玉米怎么会变成这个样子?后来才知道,它是返祖了。这是它们的“传统”。
6,野生teosinte的籽粒。
玉米自然也有缺点。他那硕大的玉米棒子上,籽粒饱满。其中多含淀粉。这可给穷人提供热量,活命之用。它含有的某些蛋白质,人类的胃口无法消化的。具体的种类,我不清楚的。吃玉米作主食,排泄物就比较多的。所以,中国人称玉米是“粗粮”,大概源于此点。
总之,玉米需要的田间管理,正符合懒汉的需求。玉米籽粒,是为穷人填饱肚皮用的。玉米从明末传入中国后,在清朝广泛种植。从而导致了中国人口的剧烈膨胀(这其中还有马铃薯的功劳)。
把玉米驯化成今天的样子,那得归功于印第安人上千年的不懈努力的结果。
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