生命八卦——把根留住

把根留住 多年生植物的根又粗又长， 这一特征在提倡环保的时代是一个巨大的优势。 全世界种植面积排名前10位的农作物依次是:小麦、水稻、玉米、大豆、大麦、高粱、棉花、干豆、黍类和油菜，它们的种植面积占了人类耕地面积的80%以上。这10种"支柱作物"不但喂饱了人的肚子，而且是人类文明起源的基石。 美国著名科普作家贾雷德·戴蒙德（JaredDiamond）在他那本畅销书《枪炮、病菌与钢铁》（Guns，GermsandSteel）中阐明了上述概念。他认为，欧亚文明之所以打败了美洲、非洲和大洋洲的土著文明，正是因为欧亚人比其他地方的原住民更早开始了农业生产，大大提高了获取食物的效率。于是，欧亚人得以解放了大量的人力物力，用来从事非生产性的劳动，比如科学、文艺和军事。 农业开始于人类对野生植物的驯化。那么，是否可以说欧亚人比其他人种更聪明、因而更早地掌握了驯化野生植物的技术呢？戴蒙德认为不是这样的。在他看来，欧亚大陆生长着更多容易被驯化的野生植物，欧亚人只不过占了天时地利的优势。具体说，欧亚地区的大部分农作物起源于中东的一块月牙形区域，俗称"新月沃地"（FertileCrescent）。这块地方具有典型的地中海气候特征，每年都有一个短暂的、适于植物生长的雨季，以及一个漫长的旱季。当地野生植物经过多年的进化，逐步适应了这种气候条件。它们在雨季时迅速发芽、长大，根茎部分凑合了事，集中能量生产种子，因为它们必须赶在旱季到来之前开花结果，然后死掉。为了让下一代迅速生长，它们的种子富含营养，因此很适合人类食用。为了能够在缺水的情况下长时间存活，其种皮也变得十分坚硬，很适合储存。事实上，科学家在这片地区发现了很多种类的野生小麦，其形状已经和现代的小麦非常接近了，驯化起来要容易得多。 原始人驯化野生植物的技术含量并不高，他们只需要从一批种子中挑出符合自己需要的，把它们种下去，然后重复这一过程就行了。一年生植物繁殖周期短，进化速度肯定比多年生植物要快。 由此可见，现代农作物之所以大都是一年生的，并不是因为一年生植物有什么独特优势，主要原因是它们比较容易被原始人所驯化。事实上，地球上绝大部分地区的野生植物大都是多年生的，比如北美地区，只有不到15%的野生植物是一年生的。 一年生植物有一个致命的缺点:它们的根往往很短，通常只有30厘米（多年生植物的根系经常可以达到2米以上的深度），吸收不到土壤深层的水分和养料。它们对浅层土壤肥力的汲取是贪婪而又不可持续的，每年都需要翻耕和施肥。这样做又会造成杂草的生长，必须施放除草剂。于是，一年生农作物的大面积种植加剧了水土流失，增加了农业成本，加剧了环境污染。联合国在2005年发表过一份报告，把农业称作是"所有的人类活动中对生态环境和生物多样性破坏最大的一种"。 早在几十年前，就有植物学家开始培育多年生农作物，但收效甚微。决定植物寿命的基因绝不会是少数几个，因此不太可能用转基因的方式解决这个问题，必须依靠老祖宗留下来的两个办法。第一，从多年生野生植物中筛选。这个方法做起来容易，但收效很慢，需要很长的时间。第二，采用杂交的办法，加快筛选的速度。比如小麦就有一些多年生的近亲可以用来进行杂交试验，但是这种方法需要耗费大量人力，杂交一代经常不育，需要采用一些高科技的方法来进行筛选。 不过，这一领域最致命的缺点在于缺乏研究经费。私人企业不太会出钱搞这类研究，因为回报率实在是太低了。目前为止只有国立研究所和一些私人基金会才会资助这类研究。不过，随着全球气候变化所造成的环保意识提升，这方面的研究经费正在成倍增长。 目前已经有不少多年生植物具备了变为农作物的潜力，包括中生小麦草（IntermediateWheatgrass），马克西米兰向日葵（MaximilianSunflower）和伊利诺伊束花（IllinoisBundleflower）等。其中最有可能率先取得突破的是中生小麦草。这是一种原产于欧洲的杂草，根系发达，具有天然的抗杂草能力。这种多年生植物每年都会结穗，种子相对较大，但还需进一步筛选才能具备商业价值。 云南省农业科学院研究员胡凤益等人多年来一直在进行多年生水稻的培育工作，中国在这一领域具有世界领先的水平。 根据乐观估计，要不了30年就会出现一批高产的多年生小麦，并在某些土壤贫瘠的地区全面代替一年生小麦。到那时，人类施行了多年的农业耕作模式将会产生一次革命性的变化，春耕、播种、施肥、除草……这些常见的农业操作方式都将成为历史。 （2007.8.20）