蔬菜——多样化(9)

关于木薯，有一点很奇怪，它既有甜味的无毒品种，也有苦味的有毒品种，而且这两种木薯都起源于8 000年前被驯化的同一种野生植物。为什么在无毒的木薯品种可供食用，而苦味品种需要经过烦琐加工的情况下，农民还要种植有毒的品种呢？如果你去问农民这个问题，得到的理由与粮食安全的各个方面有关。苦味品种的产量比较高，块根受害虫的影响相对较小，也不容易被动物或者人偷走。虽然有时人们会同时种植甜味和苦味品种，但会把前者种在自己房子周围的园子里，从而对小偷起到警示作用，而苦味品种则可以放心地种植在更远的地方，也无须人看管。在一些不把木薯当作主食的地区，人们也会种植甜味品种，但只是作为一种不太重要的蔬菜，一旦收成不好或者被偷，就会被别的作物取代。
十字花目是在8 500万到9 000万年前进化而来的，而且这些植物一定在某些敌人没有注意到的情况下，休养生息了一段时间。但在硫代葡萄糖苷出现后的一千万年内，一种生化解毒机制就在粉蝶当中进化出来了，从而使其幼虫可以在不受伤害的条件下以十字花目植物为食。食草动物阵营的这一关键创新触发了1 000多个蝴蝶新物种的蓬勃进化，因为那些昆虫在基因的作用下，可以享用此前一直成功防御的植物，昆虫会四处扩散，并在所有能找到的十字花目植物上安家。
这些新的蝴蝶组成了粉蝶亚科，也就是人们常说的“白色的那些”，其中最臭名昭著的成员菜粉蝶（Pieris rapae），是所有蔬菜种植者的头号公敌。这个物种在毛虫阶段对氰化物也有耐受性，这可能是粉蝶亚科的祖先留下的进化遗产，粉蝶亚科的蝴蝶在以十字花目植物为食之前，就已经开始食用含有氰化物的植物了。于是，在植物和天敌间的化学战争中，占优势的一方随着植物在防御方式上推陈出新和蝴蝶随之进化出新的解毒机制而不停地转换。
硫代葡萄糖苷是一类在化学上用途非常广泛的防御化合物，而且一直在不断地进化，特别是在十字花科植物中，而十字花科是迄今为止十字花目下最大的一个科，共有3 700个物种。拟南芥是十字花科中生命周期比较短的一种野生植物，人们对它的基因已经进行了非常深入的研究。在一项针对拟南芥的地理调查中，我们发现有一个能改变其硫代葡萄糖苷化学结构的基因有两个等位基因（或者说变体），两者的相对频率在欧洲从南到北的不同地方也是有差异的。同时，两种专门攻击十字花科植物的蚜虫出现的频率在地理分布上也有着类似的差异，因此研究者们打算检验硫代葡萄糖苷类型的改变是否是由自然选择导致的，从而使拟南芥的化学防御体系能够抵抗当地数量最多的蚜虫品种。