时值秋分,秋意渐浓,新鲜的玉米作为应季美食之一,走上人们的餐桌。

  吃着清甜鲜嫩的甜玉米、黏糯绵软的糯玉米,不少人可能会产生这样的疑问:玉米为什么可以和水稻、小麦一起成为世界三大主粮?明明也没有天天吃玉米呀,那么多玉米被谁吃了?

  唯一被人类“超级驯化”的作物

  玉米原产于中南美洲,有着悠久的栽培和食用历史,在大航海时代欧洲殖民者“发现新大陆”后,进一步扩散到全球,成为今天全球适应性最广、种植面积最大的作物。

  但现代的玉米不经人工干预的话,不能独立繁殖下一代。如果不去采摘玉米果穗,它的种子无法脱落到土壤中,更不能像许多植物那样依靠风力、动物传播,最终仍然只能依靠人力采收和播种,这使它被称为“超级驯化作物”。

  现代分子生物学研究将玉米的祖先指向大刍草,它的外形和玉米差距很大,植株矮小细弱,果穗大小和狗尾草类似,上面对生着少数容易脱落的籽粒,表面包裹着坚硬的稃壳。但如果将大刍草视为玉米的唯一祖先,仍然存在诸多“疑点”。

  中美学者综合利用考古学、分子生物学、群体遗传学等研究手段提出了玉米的“二次起源假说”。在距今约9000年前,位于现在墨西哥西南部的小颖大刍草亚种被人类驯化并扩散,成为“初始驯化玉米”;又经过了大约3000年的时间,初始驯化玉米在墨西哥中部与高原大刍草亚种发生杂交,其后代在美洲得到第二次驯化,它就是现代玉米的祖先。

  玉米之所以能和它的祖先有着如此大的差异,和它的遗传特点有关。基因组测序显示,玉米基因组中有85%的序列属于“跳跃基因”,就是在染色体上的位置会发生改变。被驯化的玉米也是基因突变的结果,这个突变导致籽粒表面消失了稃壳,提升了可食用性。

  跳跃基因还会影响花青素的合成,使得不同种类的玉米籽粒五彩缤纷。而许多人爱吃的糯玉米,是在我国西南地区出现的突变品种,支链淀粉含量较高,口感相比普通玉米格外黏糯,经喜爱黏食的傣族、哈尼族同胞人工培育后,现在已经得到广泛种植。

  玉米高产有妙招 不做主粮也有用

  尽管玉米和水稻、小麦都是禾本科植物,但在产量高、成熟期短等方面,玉米相比另外两种作物呈现出“碾压性”优势。这是因为,玉米属于“碳四植物”,而水稻和小麦都是“碳三植物”。

  这个名称和它们的光合作用方式有关,水稻、小麦在与二氧化碳反应的过程中,都会合成分子中含有3个碳原子的有机化合物,但在这个过程中产生的催化酶还会吸附氧气,一定程度上影响了光合作用的效率。

  玉米在吸收二氧化碳后,首先合成含有4个碳原子的有机物,再经过维管束鞘细胞的二次加工进行光合作用,最终产生三碳化合物。在这一过程中,不会额外吸附氧气,让植物自身能够吸收更多的二氧化碳,消耗更少的水和能量,得到更高的产量。这使得玉米具有更强的适应环境的能力,并且在二氧化碳浓度较低的环境里也可以正常开展光合作用。

  虽然现在玉米已经位居“杂粮”行列,但在农业领域仍然发挥着至关重要的作用。玉米的种子不仅供人食用,也是饲养禽畜的重要饲料来源。

  玉米植株高大,相应的“草谷比”较高,每生产1千克玉米能对应产出0.83千克的秸秆。过去玉米秸秆主要用来做燃料,现在增加了肥料、饲料、基料、原料等多种利用模式。玉米秸秆经粉碎、腐熟、炭化等不同处理方式后,能作为肥料还田,提升农作物产量;青贮发酵后,秸秆中的有机物转化为氨基酸、糖等成分,能做成促进家畜育肥的粗饲料;加工后的秸秆还能成为培育食用菌、蔬菜的基料;富含木纤维素的秸秆可以用来生产纸张和人造板材。作为燃料的秸秆也在逐渐告别过去直接焚烧的形式,而是成为燃烧发电或沼气的原料。

  所以,尽管我们现在不一定每天都直接吃玉米,但供我们食用的肉类、蛋类、奶制品、蔬菜、食用菌可能都有玉米的贡献。

  玉米的诸多功能里,还有一项“重头戏”,那就是为我们的“快乐水”提供甜蜜。