自距今300万年前的旧石器时代起，我们的祖先开始使用打制石器狩猎采集，开启游牧生活；进入新石器时代，人类开始大规模种植谷类作物和畜养牲畜，良渚文明、古埃及文明、苏美尔文明等由此发端。
“狩猎发展成畜牧、采集发展成农耕”，这是新石器时代人类从游牧生活转向定居生活的显著标志，而植物的驯化在这一转变中起到了至关重要的作用。种植和驯化植物，使粮食的生产和储存成为可能。这不仅推动了人类社会的发展，并为之后人类文明的进步奠定了基础。在1万年前的农业革命中，人类逐步驯化了水稻、玉米、马铃薯、小麦……将这些原本与杂草“同流合污”、难以入口下咽的植物挖掘出来，培育成符合人类需求的农作物。
今天，我们就从谷类、豆类、薯类、果蔬类等食物中选取一些“佼佼者”，一起来看一看它们的驯化历程及其营养价值。
挺起“腰杆”的水稻
“物竞天择，适者生存”。野生稻作为水稻的祖先，在自然进化的过程中为适应生存环境，呈现出匍匐茎、易落粒、长芒、褐色谷粒的特点。
匍匐茎。野生稻的匍匐茎非常矮小，并且分蘖（niè）数量众多。最重要的是，野生稻的分蘖角度很大，容易导致光合利用效率低下，从而降低产量。
长芒。野生稻的种子在成熟时会自动脱落。通过这种方式，野生稻能够让更多的种子发芽并繁衍后代，而不容易被鸟类等动物食用——这是水稻的“生存策略”。然而，对于人类来说，易落粒是一个巨大的困扰，因为这会降低产量。
褐色谷粒。在自然环境下，野生稻通常进化出长而尖锐的芒。这些芒位于谷粒尖端，就像骑士的长枪一样，可以抵御来犯的敌人。鸟类的主要食物来源就是水稻的谷粒，但由于细长尖锐的芒阻挡了鸟类对谷粒的取食，水稻的后代因此能够得以保存。
试想一下，结合现代水稻的特点，如果想要驯化出适应栽培环境的栽培稻，与野生稻相比要有什么不同的性状？
直立茎。直立行走是从古猿到人的进化过程中具有决定意义的一步，挺起“腰杆”的水稻也是如此——直立茎的形态能够更好地获取阳光，增强植物的光合作用，进而增大产量。
不易落粒。落粒虽然有利于野生稻繁衍后代，但同时却会降低产量，因此征服落粒基因也是人类驯化水稻的关键。与野生稻相比，栽培稻不落粒或是只有轻微落粒。
短芒或无芒。长芒不仅会影响稻谷的收获和储存，还会降低每穗粒数，降低产量。在人类驯化水稻的过程中，我们往往会选择保留产量高且没有芒的基因。
在水稻的驯化历程中，挺起“腰杆”的不止是水稻。根据国家统计数据，中国每年水稻产量稳定在2亿吨以上，占全国粮食产量的三分之二左右，水稻的丰产稳产为我国的粮食安全提供了坚实的基础。
谷类营养小贴士
谷类食物富含碳水化合物，是机体内最经济、最主要的能量来源，同时可为机体提供蛋白质、膳食纤维及维生素等营养物质。
但需要注意的是其氨基酸组成的不平衡：谷类蛋白质中赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸的含量较低，尤其是小米和面粉中赖氨酸最少，玉米中既缺乏赖氨酸又缺乏色氨酸。所以在食用时应注意将多种粮食混合食用，或将谷类与动物性食物混合食用，以提高谷类蛋白质的生理价值。
另外，细粮经过加工去除了外层的麸皮，而维持机体健康所需的大量维生素、矿物质则蕴含在麸皮里，粗粮由于保留了部分麸皮，无机盐和膳食纤维的含量较精制的高，有助于促进肠道蠕动和预防疾病，所以日常实用谷物时需注意粗粮与细粮、精制米面与全谷食品搭配食用。
“追光”而生的大豆
栽培大豆由我国黄淮海平原（北纬32度-40度）的野生大豆驯化而来，因是典型的短日照作物，对光周期极为敏感，称得上是“追光”而生的作物。
适应了黄渤海平原光照周期的野生大豆，在高纬度地区种植时，因日照时间变长，导致开花期延迟、生育期超过生长季，大豆无法成熟；而向低纬度地区引种时，又因为日照时间变短，开花期提前，致使产量明显下降。
经过长期的自然选择和人工驯化，现如今的栽培大豆能够种植在北纬50度到南纬35度的广泛区域内，一定程度上摆脱了日照对它的“束缚”。
除此以外，野生大豆在驯化的过程中，还经历了分枝的减少、顶端优势的丧失、种子或果实的增大、种子落粒与休眠性减少等性状的改变。
豆类营养小贴士
豆类普遍具有高蛋白、低脂肪的特点。豆类是植物中蛋白质含量最高的食物，高达为35-40%，故又被称为“植物肉”。不仅如此，豆类中蛋白质富含多种氨基酸，其组成接近于人体所需，而且黄豆中的赖氨酸含量较高，与摄取谷物相结合，可以互补蛋白质的作用。
除此之外，豆类在高蛋白的同时脂肪含量低，尤其含有易于消化吸收的不饱和脂肪酸。因此，豆类可作为一种健康食品，有助于预防冠心病、高血压、动脉硬化等疾病。
同时，豆类还富含豆类中还含有丰富的矿物元素和维生素，是一种少见的高钙、高钾、低钠的食物。
“蔬菜中的糖果”——西瓜
营养价值
相关叙述
增强免疫力
维生素C的绝佳来源，使免疫系统更加强健
摄取更多的水分
含水量高是地球上水分含量最高的食品之一
增加饱腹感
产生热量较少，富含高水分
降低血压
富含钾等必需的电解质和矿物质有助于维持正常的神经系统功能和减轻钠对血压的影响
驯化过程
每年夏天，西瓜作为“解暑神器”倍受国人推崇。西瓜，葫芦科植物，根据联合国粮农组织公布的数据，就西瓜的产量和消耗量而言，我国是绝对的世界第一，然而，西瓜原产地并非我国，最早的西瓜既不好吃，产量也有限。那么，西瓜是如何被驯化的呢?
“西瓜”这一名词在中国最早见于五代时胡峤的《陷虏记》，其中记录了“契丹破回鹘而得此(西瓜)种”的历史过程。据推断，大约在9世纪中期，西瓜由回鹘人从中亚传到我国新疆地区，随后向南传播至山西、河南，向北传播至松花江附近的女真部族。早年间，西瓜属于贵族消费的奢侈品，借由各国使节、商人的交流，以贡品或奢侈品的身份，成为贸易往来的稀缺资源。当时，在中亚的长距离运输过程中，西瓜均由铅质盒包装，还需要加入冰块保鲜，价格也十分昂贵。
图3西瓜驯化过程中已知的关键证据
（图表资料来源：《植物学年鉴》；制图：柴青艳）
普通百姓直到南宋吃上西瓜。当时南宋官员洪皓出使金国，获得西瓜种子，西瓜由此逐渐扩散至整个江南地区，但味道并不太甜。不过，当时的人们已经开始了对西瓜的进一步培育。通过选种实验，西瓜的种植技术逐渐升级，味道更佳，产量更丰。至元代，西瓜栽培技术已经很成熟，已有重约30斤的巨型西瓜出产。明清时期，种植面积扩大到全国， 许多省份都有了自己的西瓜品种。
1938年，正在美国攻读博士学位的黄昌贤，利用植物激素首次成功培育出无籽西瓜，轰动生物学界，后被人称为“无籽西瓜之父”。新中国成立之初，全国西瓜、甜瓜总面积不足百万亩，生产水平低下。但20世纪70年代起，我国从事西瓜研究的科研人员数量有了大幅增长，先后培育出了优良新品种60余个。
现代生物技术的应用，如分子标记、组织培养技术等，也促进了我国西瓜、甜瓜种植品种的逐渐国产化、良种化。丰产、抗病虫害、皮薄肉厚、耐贮运是主要的培育标准。
近年来，我国还开展了一些特色西瓜新品种的选育，比如高维生素 C、高瓜氨酸、高番茄红素等。
“营养之王”——马铃薯
营养价值
相关叙述
丰富的蛋白质
维生素C的绝佳来源，使免疫系统更加强健
高含量的淀粉
优质淀粉含量约为16.5%，还含有大量木质素等
富含多种维生素
粮食作物中维生素种类最全，有“地下苹果”的美称
降三高
含有大量钾和维生素B，有利于控压、降压，保持血管弹性。
驯化过程
马铃薯雅号颇多，在我国有洋芋、阳芋、香芋、地蛋、山药蛋等称呼，在国外还有地梨、巴达诺、达尔多等称呼。马铃薯原是一种茄科野生植物，既是饱腹感很强的主食，可做成美味菜肴，也可以制成薯片等零食消遣。马铃薯的驯化是8000年前南美洲的印第安人先民完成的。它是印第安人对世界文明最重要的贡献之一。对南美洲居民而言，安第斯山脉高寒贫瘠，马铃薯的重要性超过了玉米。15世纪末，即西班牙征服南美洲之前，分布在安第斯山脉上的印加文明人口达到了1000万，其人口密度超过同一时期的欧洲。可以说，马铃薯养活了南美洲大量的人口，是印加文明繁荣的根基所在。
西班牙人到达南美洲大陆后，在南美发现了马铃薯这种植物，将马铃薯育种和果实带回了旧大陆，由此马铃薯开启了全球传播之旅。马铃薯虽然在16世纪初就引入欧洲，但是主要生长在达官贵人的花园里，长期以来不被人们青睐，只有特别贫困的家庭才以马铃薯为食。直到18世纪中期，马铃薯种植规模才开始加快推进，在爱尔兰是自发性的传播，在不列颠和欧洲大陆主要得益于国家力量的推动。历史研究表明，1750至1850年间欧洲人口出现了明显的增长，从1.4亿增长到了2.66亿，人口几乎翻了一倍，当时，工业革命对人口增长的作用还没有那么大，许多历史学者认为马铃薯的大面积种植是这一时期人口增长的重要因素。
马铃薯传入我国比较晚，大约在17世纪的明朝末年，是华侨从南洋群岛引进的。1848年吴其浚著《植物名实图考》对土豆的植物学性状已有详细的描述，稍后的《播种洋芋方法》则细说了栽培和收获技术。本世纪以来，从东到西，从南到北，全国到处可见到马铃薯的足迹。起初传入中国时，土豆只属于贵州食物。明清之际，马铃薯的栽种技术不断提升，产量亦不断提高，是以开始突破贵族食物的藩篱，转而向平常百姓的餐桌靠拢。清朝建立后，政府取缔了明代皇室的蔬菜供应系统，皇室菜户沦为普通农民，马铃薯也借机走出大内，向北京周围乃至全国各地大规模地传播开来。清代中叶后，中国人口骤增，人民对粮食的需求也与日俱增。巨大的人口压力与粮食危机，为马铃薯迎来了第一个种植高峰。道光年间，马铃薯进一步传播到山西中部、北部，其后山西更发展为中国马铃薯的主要产区。
历经三百年的传播,跨越明清两个朝代,外来的马铃薯终于在中国落地生根。时至今日,马铃薯已是中国饮食文化中不可或缺的一部分。
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作者：上海科普作协 张梦瑶-华东师范大学
刘烨-华东师范大学"科普作者
审核：王康国家植物园北园科普馆馆长、教授级高工王康
来源: 星空计划
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