我們中國人餐桌上最常見的兩道菜——醋溜土豆絲和番茄炒蛋，最近被中國科學(xué)家扒出了驚天秘密，兩道菜的主要食材原料可能是“直系親屬”。這事兒聽著比“冬瓜和西瓜是親戚”還離譜，但中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）研究員黃三文團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中外科學(xué)家的最新研究，硬是給這對看似八竿子打不著的蔬菜，理出了一條清晰的家族血緣線。

（圖片來源：作者使用AI生成）

菜市場里的“潛伏親戚”

每天傍晚的菜市場，土豆和番茄總在相鄰的攤位出現(xiàn)。圓滾滾的土豆裹著泥土，鮮紅的番茄閃著光澤，一個(gè)藏在地下低調(diào)生長，一個(gè)掛在枝頭招搖過市。要是有人說“它們是一家人”，攤主多半會笑著擺手：“小伙子怕不是買菜買糊涂了？”

植物學(xué)家們可沒有糊涂，他們偏要較這個(gè)真。研究團(tuán)隊(duì)花了五年時(shí)間，給茄科植物做了一次“基因親子鑒定”。他們收集了全球103種茄科植物的基因樣本，從南美洲的野生馬鈴薯到非洲的紫番茄，甚至連我們用來做香料的辣椒、做藥材的枸杞都沒放過。通過基因測序技術(shù)，一點(diǎn)點(diǎn)還原出這個(gè)家族的進(jìn)化樹。

結(jié)果出來那天，別說普通人，連一眾老教授都驚掉了下巴：在距今約1200萬年前，土豆和番茄的共同祖先生活在南美洲的安第斯山脈。后來隨著板塊運(yùn)動和氣候變化，這個(gè)家族逐漸分化，一支鉆進(jìn)地下長成了塊莖（土豆），另一支爬到地上結(jié)出了漿果（番茄）。就像人類祖先走出非洲后，在不同大陸演化出不同膚色，這對植物親戚也在千萬年里，活成了彼此認(rèn)不出的樣子。

圖片來源：參考文獻(xiàn)[1]

更有意思的是，研究還發(fā)現(xiàn)辣椒其實(shí)是它們的“遠(yuǎn)房表弟”。大約在1900萬年前，辣椒家族就和土豆、番茄的祖先分道揚(yáng)鑣。原來我們吃的地三鮮，竟是一個(gè)家族的大聚會。

植物界的“變形記”

要理解土豆和番茄的親緣關(guān)系，得先看看它們的“童年照”。把土豆幼苗和番茄幼苗擺在一起，你會發(fā)現(xiàn)它們的葉子形狀幾乎一模一樣，都是互生的羽狀復(fù)葉，邊緣帶著波浪狀的鋸齒。直到長出果實(shí)，這對“兄弟”才開始“長偏”。研究團(tuán)隊(duì)用三維建模技術(shù)，還原了它們共同祖先的模樣：一種半匍匐的草本植物，既有稍微膨大的地下莖，也能結(jié)出小而酸澀的果實(shí)。這就像一個(gè)大家族里，有的孩子繼承了“地下生存技能”，有的則發(fā)揚(yáng)了“地上結(jié)果天賦”。

土豆為什么要鉆進(jìn)土里？研究發(fā)現(xiàn)這和安第斯山脈的惡劣環(huán)境有關(guān)。1200萬年前的南美洲，火山活動頻繁，地表溫度變化劇烈。為了躲避極端氣候和食草動物，土豆的祖先逐漸把養(yǎng)分儲存在地下莖里，慢慢演化出肥厚的塊莖。這些藏在土里的營養(yǎng)倉庫，讓它們在干旱和寒冷時(shí)也能存活，就像植物界的冬眠高手。

番茄選擇了另一條路。它們的果實(shí)逐漸變得鮮艷多汁，不是為了討好人類，而是為了吸引鳥類來吃。鳥類消化果肉后，會把種子帶到更遠(yuǎn)的地方，幫助這個(gè)家族開疆拓土?，F(xiàn)在超市里紅彤彤的番茄，其實(shí)是人類選育的甜蜜版本，野生番茄只有櫻桃大小，酸得能讓人皺眉。

基因測序還揭示了一個(gè)更有趣的細(xì)節(jié)：控制土豆塊莖形成的基因，和控制番茄果實(shí)發(fā)育的基因，其實(shí)是由同一個(gè)“祖先基因”突變而來。就像同一款軟件，在不同電腦上安裝了不同插件，一個(gè)變成了“地下儲存系統(tǒng)”，一個(gè)變成了“地上繁殖工具”。

植物也有“身份證”

給植物認(rèn)親可不是科學(xué)家的閑情逸致。這次研究用的基因測序技術(shù)，就像給每種植物辦了張“基因身份證”，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有大用處。

我們吃的土豆，其實(shí)有個(gè)“有毒的親戚”——龍葵。這兩種植物的塊莖長得很像，但龍葵的塊莖含有劇毒的龍葵堿。有了基因身份證，農(nóng)民就能通過快速檢測，區(qū)分出有毒的野生品種，避免誤采誤食。

龍葵

（圖片來源：wikipedia）

番茄的育種也因此受益。研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代番茄之所以沒有野生番茄耐儲存，是因?yàn)閬G失了一個(gè)控制果實(shí)硬度的基因?？茖W(xué)家正利用這個(gè)發(fā)現(xiàn)，把野生番茄的耐儲基因“搬”到栽培品種里，以后超市里的番茄就不容易爛了。

最讓人期待的是“超級作物”的培育。既然土豆和番茄親緣關(guān)系這么近，科學(xué)家正在嘗試培育一種“上結(jié)番茄、下長土豆”的植物。并且已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里成功了：上面結(jié)著紅彤彤的番茄，下面長著一串串土豆，大大提高了土地利用率。雖然現(xiàn)在果實(shí)還比較小，但未來可能會出現(xiàn)在我們的餐桌上。

基因測序還幫我們解決了一個(gè)千古難題：“番茄”到底是什么？有人說它是蔬菜，有人說它是水果。從基因上看，番茄屬于漿果類，和葡萄、藍(lán)莓是同一類，妥妥的水果。但1893年美國最高法院卻裁定它是蔬菜，因?yàn)椤叭藗兺ǔ０阉鍪炝顺浴薄，F(xiàn)在科學(xué)家笑著說：“從基因身份證看，番茄是水果，但我們尊重大家把它當(dāng)蔬菜炒雞蛋的習(xí)慣。”

菜市場里的“家族聚會”

知道了土豆和番茄的親緣關(guān)系，再逛菜市場就像參加家族聚會。除了這對“核心親戚”，茄子是它們的“堂兄”，枸杞是“遠(yuǎn)房表妹”，甚至連煙草都算得上“沾親帶故”。這個(gè)龐大的茄科家族，占據(jù)了我們餐桌的半壁江山。

科學(xué)家們還給這些蔬菜排了個(gè)“家族輩分”：

最早分家的是枸杞，大約在2500萬年前就自立門戶了。這解釋了為什么枸杞長得和其他茄科植物差別那么大——它選擇在干旱地區(qū)發(fā)展，進(jìn)化出了耐旱的灌木形態(tài)，果實(shí)也特化成了富含糖分的小紅果。

然后是辣椒家族，1900萬年前和土豆、番茄的祖先分開。它們發(fā)展出了獨(dú)特的辣椒素武器，這種讓嘴巴發(fā)燙的化學(xué)物質(zhì)，其實(shí)是為了驅(qū)趕哺乳動物，只讓鳥類吃——因?yàn)轼B類不會破壞辣椒種子，而哺乳動物的臼齒會把種子嚼碎。

最親近的要數(shù)土豆和番茄，直到1200萬年前才正式分家。這也是為什么它們的基因相似度高達(dá)92%，比人類和黑猩猩的基因相似度只低了一點(diǎn)點(diǎn)。如果你把土豆的花和番茄的花放在一起，會發(fā)現(xiàn)都是五星形狀，連花蕊的排列方式都如出一轍。

更神奇的是，這些親戚之間還能“跨物種交流”。農(nóng)民們早就發(fā)現(xiàn)，把土豆和番茄種在一起，兩者的產(chǎn)量都會提高?？茖W(xué)家現(xiàn)在才明白，這是因?yàn)樗鼈兏捣置诘幕瘜W(xué)物質(zhì)能互相促進(jìn)生長，是刻在基因里的“家族互助精神”。

廚房里的“家族料理”

再將視線投向廚房，這里頓時(shí)變成了植物家族的聚會現(xiàn)場。來試試這些“親戚組合”料理，味道里都藏著基因的緣分。

番茄燉土豆：這道國民家常菜，其實(shí)是最正宗的“家族聚餐”。土豆的綿密和番茄的酸甜，在高溫下會產(chǎn)生奇妙的化學(xué)反應(yīng)?？茖W(xué)解釋是：土豆中的淀粉能吸附番茄的有機(jī)酸，番茄的果酸又能分解土豆的淀粉，讓口感更清爽。難怪這道菜從東北到西南，風(fēng)靡大半個(gè)中國，原來是基因在引導(dǎo)我們的味覺偏好。

辣椒炒茄子：這對“堂兄弟”的組合也很經(jīng)典。茄子吸油，辣椒提香，兩者搭配能平衡口感。研究發(fā)現(xiàn)，茄子皮中含有的花青素，和辣椒中的維生素C是“黃金搭檔”，一起吃能提高抗氧化能力。

番茄辣椒土豆湯：把這三個(gè)親戚燉在一起，就是一道營養(yǎng)滿分的“全家福湯”。土豆提供淀粉，番茄提供維生素C，辣椒提供維生素B，三者互補(bǔ)，既好喝又健康。

烹飪時(shí)還有個(gè)小竅門：土豆和番茄都喜歡酸性環(huán)境。炒土豆時(shí)加點(diǎn)番茄汁，土豆會更軟爛；燉番茄時(shí)加幾片土豆，番茄的酸味會更柔和。這是因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞結(jié)構(gòu)相似，對酸堿度的反應(yīng)也一樣，是家族遺傳的“共同喜好”。

植物演化的啟示

土豆和番茄的分家史，其實(shí)是一部植物界的“生存啟示錄”。在1200萬年的時(shí)間里，它們面對同樣的環(huán)境挑戰(zhàn)，選擇了不同的生存策略，最終都在人類的餐桌上占據(jù)了一席之地。

土豆的策略是“低調(diào)儲蓄”，把養(yǎng)分儲存在地下，不張揚(yáng)不惹眼，卻在關(guān)鍵時(shí)刻能扛過危機(jī)。這像極了生活中那些默默積累、厚積薄發(fā)的人。番茄的策略是“高調(diào)傳播”，用鮮艷的果實(shí)吸引注意，借力他人擴(kuò)大生存范圍。這也像另一種生存智慧——懂得展示自己，借力而為。整個(gè)茄科家族的成功，在于它們的“多樣性發(fā)展”：有的發(fā)展出毒素防御，有的發(fā)展出特殊味道，有的強(qiáng)化了儲存能力。就像一個(gè)大家族，兄弟姐妹各有所長，才能在復(fù)雜的世界里站穩(wěn)腳跟。

科學(xué)家說，研究植物演化，其實(shí)也是在研究生命的韌性。從南美洲的安第斯山脈到世界各地的菜市場，土豆和番茄用千萬年的演化證明：所謂成功，不是只有一種活法，找到適合自己的生存方式，就能綻放精彩。

下次再炒番茄土豆絲時(shí)，不妨想想這對跨越千萬年的植物親戚。它們從同一顆種子出發(fā)，在時(shí)光里活出了不同的模樣，卻最終在我們的餐桌上相遇。這或許就是生命最奇妙的地方——無論走多遠(yuǎn)，總有關(guān)聯(lián)把我們聯(lián)系在一起。而科學(xué)的樂趣，就在于發(fā)現(xiàn)這些隱藏在尋常事物背后的驚人秘密，讓每一口家常菜，都吃得出時(shí)光的味道。

多說一句，小編小時(shí)候?qū)W英語就覺得“potato”和“tomato”很相似，沒想到這冥冥之中竟預(yù)示了今天的科研成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]Zhang, Zhiyang, et al. “Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage.”Cell(2025).

出品：科普中國

作者：花茶（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)）

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