野牛在粮食作物的驯化中被忽视

大约5000到7000年前,在世界各地的河谷和草原上,人们开始种植小植物作为种子或谷物。小麦、大麦和水稻是最早出现驯化迹象的植物,科学家们对这些大种子谷类作物的驯化过程进行了广泛的研究。人们对
2小种子谷物作物的驯化知之甚少,比如藜麦、苋菜、荞麦、小米和一些北美现已消失的农作物。

7月8日发表在《自然植物》(Nature Plants)杂志上的一项研究提出了一种新的模型,来解释小种子植物是如何进入
2的,该模型依赖于包括野牛在内的大型食草动物的帮助。这项新研究是艺术与人类学助理教授娜塔莉·米勒(Natalie Mueller)合作完成的以及马克斯普朗克人类历史科学研究所(Max Planck Institute for the Science of Human History)古民族植物学实验室主任罗伯特·斯宾格勒(Robert Spengler)。

Bison(照片:在上面)

米勒说:“作为生态系统工程师,野牛在过去40年里一直隐藏在人们的视线之中,因为考古学家首次发现北美东部驯化了几种本土植物,并开始对驯化的方式和原因进行理论研究。”

她说:“我想,以前没有人想到它们的原因是它们几乎濒临灭绝,连同被人类驯化的高大的草原也几乎灭绝。”因此,我们很少有人见过有野牛在上面吃草的高大的草原,更不用说花时间在草原上散步和采集食物了。”

穆勒和斯宾格勒从一起在华盛顿大学读研究生时就对植物驯化产生了兴趣。当时的盖尔·弗里茨(Gayle Fritz)是人类学荣誉退休教授,也是最早认识到美国中西部作为作物驯化中心的重要性的学者之一。

尽管对北美植物驯化的本质进行了数十年的研究,但到目前为止,还没有人考虑过野牛群可能发挥的作用。那些被驯化的植物,穆勒称之为“丢失的作物”,将会被野牛分散在大片的土地上,使它们很容易被古人收集起来,或许还会鼓励这些社区积极地自己种植它们。当欧洲人消灭了鹿群后,依靠这些动物传播种子的植物也开始减少。由于这些消失的农作物的野生祖先在今天非常罕见,野牛群实际上已经灭绝,研究人员忽略了驯化过程中这一重要的共同进化特征。

然而,这一过程并不是美国中西部独有的,研究人员认为,在喜马拉雅山脉驯化荞麦和牦牛,以及安第斯山脉驯化苋和骆驼之间可能存在联系。作者在牧场生态学研究中发现了类似的模式,注意到大量的群居动物食草可以使植被群落均匀化。例如,中亚山区大量的放牧导致许多植物死亡,但某些适应动物传播的植物却茁壮成长。植物种子在营养丰富的粪便中沉淀,形成生态斑块,通常被称为热点,觅食者可以很容易地将其作为种子收集的目标。

米勒对北美“损失作物的祖先进行了植物学调查。”(附图:Natalie Mueller)

穆勒目前在俄克拉荷马州一个经过修复的高草原上工作。自上世纪90年代中期以来,自然保护协会(Nature Conservancy)的保育人员一直在调查野牛放牧和火灾对生态的影响。大草原的部分地区用栅栏围起来,把野牛拒之门外。这使得米勒可以在这里观察野牛对作物祖先的影响。

“在我第一次参观高草草原保护区时,很明显,野牛至少为三种作物的祖先创造了栖息地。正如我们预测的那样,这三个物种同时出现在野牛足迹和洼地的密集林分中,而且大部分都没有出现在野牛禁区内。”

一种叫做“little barley”的一年生小种子植物,沿着野牛的路径排列,就像这条在高草草原上的小路一样。(图片来源:Natalie Mueller)

“更令人震惊的是,野牛对景观的影响体现了人类的体验,”她说。“没有吃草的高草草原是危险的——蛇!-迷失方向,难以前行。它也很少有种子形式的食物,因为一年生植物更少。”

米勒说:“在放牧过的大草原上,沿着野牛的足迹穿过大草原是很自然、很容易而且更安全的。当我们这样做的时候,我们发现自己穿过了大片空地,空地上到处都是失去的农作物的祖先,最后来到了水源处——胜利,胜利,胜利。”

米勒还在草原上收集粪便。目前,这种粪便被放在华盛顿大学温室的雾席上,穆勒正在那里观察哪些种子将从中发芽。穆勒和斯宾格勒也在为一项控制喂养的研究寻找合作者。他们计划把农作物祖先的种子喂给野牛,然后收集它们的粪便,看看有多少种子通过了它们的消化系统,以及有多少种子随后发芽。

穆勒说:“在北美东部工作的考古学家需要一些令人信服的证据,证明野牛是形成早期农业景观的一个重要因素。”“但当你亲眼看到野牛改变草原的方式时,很难相信我们以前没有想到过。”


阅读更多:“放牧动物推动粮食作物的驯化,”来自马克斯普朗克研究所。
“Haus der Kulteren der Welt和Max Planck Institute’s Anthropocene Curriculum Research Grant: Ancient Bison牛群of the American Midwest and the Domestication of the Lost Crops.” .该研究部分由“Haus der Kulteren der Welt和Max Planck Institute’s Anthropocene Curriculum Research Grant资助

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://source.wustl.edu/2019/07/bison-overlooked-in-domestication-of-grain-crops/

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