与达尔文共进晚餐.pdf
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2020年4月19日
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参见附件(3268KB,262页)。
与达尔文共进晚餐是一本关于饮食的书籍,书中为读者提供了丰富的美食知识,同时也会读者传播关于美食的精神盛宴,读完此书你会获得跟多美食相关的乐趣。

内容提要
在此我诚挚地邀请你,与达尔文先生共进一次晚餐。
不过这次晚餐有些特别,这将会是一场思想的盛宴,所有的饭菜都在大脑中。我想请你换一种方式来认识我们的食物。
我们吃的所有东西都有自己的进化历史,食物清单上的每种食物都在讲述一个迷人的故事。在这次晚餐中,你将有机会看到这个有关“物竞天择”的故事——时至今日它仍在不断展开新的篇章,不仅影响着我们盘中的食物,同样影响着我们自己。
在这次晚餐中,我们为你准备了人类历史上的重要食物——肉类、蔬菜、贝类、鱼类、面包及汤品,还有各类奶酪、甜点、香料和酒,以及你意想不到的未来的食物。这场结合了饮食、科学与人类文明历程的盛宴,不仅是一段美食的探索之旅,还是一次有关我们自身感官与食物互动的探索。你可以从中细细品味食物的进化故事,也能从中窥探人类数万年的发展和饮食文化的起源。
这次晚餐所有原料都保证新鲜,很多都是日常生活中熟悉的食材,偶尔也有难得一见的惊喜。你可以按照书中安排的顺序一一品尝,或者如果你愿意的话,也可以按照你自己确定的顺序“随意单点”。
现在,请跟随我入席,祝你胃口大开!
书籍作者
乔纳森·西尔弗顿(Jonathan Silvertown)英国爱丁堡大学演化生物学系的教授。他写过许多和生物学及进化学有关的书,比如,荣获《新科学家》年度好书的《种子的故事》(An Orchard Invisible: A Natural History of Seeds,商务印书馆,2014年),最近的作品是The Long and the Short of It: The Science of Life Span and Aging。
图书主目录预览
晚宴 邀请函
嘉宾 烹饪动物
头盘 贝类——海滨生活
主食 面包——植物驯化
汤品 汤——味道
副菜 鱼——气味
主菜 肉类——食肉性
配菜1 蔬菜——多样化
配菜2 香草和香料——辛辣
甜品1 甜点——放纵
甜品2 奶酪——乳制品
饮品 酒——陶醉
餐后话题1 宴会—社交
餐后话题2 未来的食物
与达尔文共进晚餐截图


与达尔文共进晚餐
[英]乔纳森·西尔弗顿 著
任烨 译
中信出版集团目录
晚宴邀请函
嘉宾 烹饪动物
头盘 贝类——海滨生活
主食 面包——植物驯化
汤品 汤——味道
副菜 鱼——气味
主菜 肉类——食肉性
配菜1 蔬菜——多样化
配菜2 香草和香料——辛辣
甜品1 甜点——放纵
甜品2 奶酪——乳制品
饮品 酒——陶醉
餐后话题1 宴会——社交
餐后话题2 未来的食物
致谢
补充阅读献给我的兄弟,阿德里安晚宴邀请函有关食物的书实在太多了。在这种情况下,仍然要选择阅读一本与
食物有关的书似乎是一种背道而驰、不合时宜的做法。但你有没有想
过,有关这个话题还有哪些内容没有被提到呢?我确实想过这个问题,那是一个下午,我在加州大学戴维斯分校藏书丰富的图书馆里,为了不
吵醒在窗边打盹儿的疲惫的学生们,我蹑手蹑脚地浏览着食物类图书的
分区。那里从朝鲜蓟到仙粉黛葡萄酒,全都是研究和介绍饮食各个方面
的书,光是浏览书架上那些书的标题就能学到很多知识。《熏制食品零
基础指南》(The Complete Idiot’s Guide to Smoking Foods)大概已经阻
止了很多愚蠢的读者把烤肉误会成烟斗丝。[1]
谁会想到大部头的《食品中的气泡》(Bubbles in Food)之后还会
有一本篇幅更长的续篇《食品中的气泡2》(Bubbles in Food 2)呢?书
架上的那些有关肉类和馅饼的书中,有一本名叫《以牛肚为食》(A
Diet of Tripe)的书,谁会想到这本书里并没有讲如何以煮熟的牛胃内壁
为食,而是通篇在抨击食物盲从现象,尤其是素食主义。还有一本名为
《别再吃牛肉了!》(No More Bull!)的书,作者以前是一位牛仔,内
容是宣扬严格的素食主义,如果这两本书的作者见过面的话,那我认为
《手持馅饼》(Handheld Pies)的作者应该也在一旁推波助澜。还有一
本还算比较严肃的书,是牛津大学举办的食物与烹饪专题研讨会的会议
记录,这次研讨会在古犹太香肠、特兰西瓦尼亚炭烤面包、平板烤鲥鱼
以及不明发酵物这些方面取得了丰硕的知识成果。那些对工业设备感兴
趣的厨师还能在这里找到《超高压双螺杆挤出机食品加工》(Food
Processing by Ultra High Pressure Twin-Screw Extrusion)。
因此,在与食物有关的书确实非常多的情况下,不妨假装你现在拿
着的并不是书,而是一封晚宴邀请函。要是你和我一样,那么有再多的
邀请函也不嫌多。不过这次的晚宴有些特别,这将会是一场思想盛宴。
当然,所有的饭菜都在大脑中,吃所触发的感觉正是在这里被处理和感
知的,不过我想请你换一种方式来思考我们吃的东西。
比如,鸡蛋、牛奶和面粉有什么共同点呢?如果你喜欢下厨,就会马上意识到这些都是做薄煎饼的主要食材,不过还有一个更有趣的答
案。鸡蛋、牛奶和种子(制作面粉的原料)都是在进化过程中为了滋养
后代而产生的。深入思考一下这个简单的事实,就会发现背后其实大有
文章。这本书正是着眼于这一点,除了薄煎饼的原料以外,还会为你奉
上一顿包含14章内容的“大餐”。
我们吃的所有东西都有自己的进化史。每一个超市的货架上都塞满
了进化的产物。尽管家禽肉上的标签不会让我们想到它在侏罗纪时代祖
先的“保质期”,过道上的价格标签也不会暴露前哥伦布时期的美国人对
玉米进行6 000年人工选择的事实。所有的购物清单、食谱、菜单和原
料都包含着无声的邀请——和进化论之父查尔斯·达尔文一起用餐。
在1859年达尔文的《物种起源》(On the Origin of Species)出版之
前,自然界中那些显而易见的精巧设计(比如宝宝吃的母乳所具有的完
美营养品质)都被认为是证明有设计者存在的确凿证据,而且这位设计
者只能是上帝。不过,达尔文给出了另一个答案:自然选择。自然界中
的万物各不相同,其中一部分通常是经遗传获得的。例如,成人对牛奶
中乳糖的耐受性各不相同,而这种耐受性在很大程度上是由基因决定
的。自然选择是对遗传变异的筛选过程,也就是通过一点点、一代代的
积累,以牺牲那些适应性稍差的基因变异为代价,使更能适应当地环境
的基因变异保留下来,从而改善生物体的机能。这个渐进演化的过程是
盲目的,没有任何意图、计划或者目标。
在这些自然选择推动的进化所产生的精巧设计的背后,没有任何设
计者。尽管这听起来可能很矛盾,但这个过程不仅造就了我们的食物,也造就了人类。我们与食物的关系就展现出我们自己和我们吃的东西的
进化过程。了解这些关系可以让你的大脑和胃都变得充实。如果你对长
单词很感兴趣,那你可以把这个了解的过程称为“进化美食
学”(evolutionary gastronomy),或者你可以简单地说,我们要用进化
论来做一餐饭。
《物种起源》的第一章就是关于动植物驯化的,因为达尔文认识到,育种者用来培育新品种的人工选择过程就类似于自然选择。育种者
带来的这种累积式的巨大变化,也证明了自然选择这一渐进过程可能达
到的结果。乍看起来,这似乎有些奇怪,动植物的可塑性竟然强到允许
我们改变其原有的进化路径,并可以很容易地使其满足我们特定的需
求。但这是可行的,因为人工选择本身就是一种进化过程,事实上我们
并不是在妨碍进化,而是在与之合作。
人工选择对于动植物进化过程的控制,和工程师通过运河、大坝和
堤防来塑造地貌,借助重力将水引向预定的方向,从而控制河流流向的
方式是一样的。育种者通过选择产生下一代的个体来控制基因的流动,剩下的工作就由遗传学来完成。要完成这个过程,有两点是必需的:育
种者想要影响的特征在个体间必须有差异,而且这种差异中的一部分必
须是可遗传的。
正是自然选择推动的进化过程让鸡蛋、牛奶和种子具有了一定特
征,才能允许我们把它们做成薄煎饼。为了弄清楚这是如何发生的,我
们先从一个鸡蛋说起,因为它不仅象征着开端,而且很有可能是进化带
给我们的最万能的一种食物。鸡蛋不仅可以通过炸、煮、炒、炖,甚至
是腌制,变得非常美味,它还称得上是一种“有魔力”的食材,能使蛋奶
酥、蛋糕、乳蛋饼和蛋白酥皮变得蓬松,鸡蛋还能稳定蛋黄酱和酱汁中
互不相溶的油基和水基的成分。鸡蛋的营养非常丰富,它包含了小鸡发
育所需的全部养料,而且在厨房里可以保存很长时间,因为经过进化的
蛋壳不仅能防止鸡蛋变干,还能保护其壳内物质不受细菌和真菌的侵蚀
而腐烂。鸡蛋这些有用的特性是怎样进化的呢?
鸡生蛋,蛋又生鸡,因此“鸡蛋相生”(Chicken-and-Egg)的这个说
法就是用家禽的生命周期来比喻任何没有明显起点的循环局面。但如果
我们从进化的角度来看,先有鸡还是先有蛋的难题是很容易被解开的:
蛋是在鸡出现之前进化出来的。鸟类是一支爬行动物的后代,这类爬行
动物就包括标志性的食肉恐龙——霸王龙(Tyrannosaurus rex)。从在
中国发现的那些保存完好的化石中,我们已经知道许多恐龙是有羽毛的。所以,鸡的羽毛和蛋都是从爬行动物祖先那里遗传来的。事实上,恐龙也会筑巢,而且和一些鸟类一样,雄性和雌性恐龙似乎都要参与孵
蛋。鸟类实际上就是活着的恐龙。
1859年,也就是达尔文发表《物种起源》的那一年,有人发现了一
些恐龙蛋化石,这也是最早被科学地描述的一批恐龙蛋化石。发现的地
点在法国南部的普罗旺斯,发现者是让–雅克·普埃奇(Jean-Jacques
Pouech)神父,他是一位天主教牧师和博物学家,他非常确定这些化石
属于一只巨大的鸟。法国这个为我们带来煎蛋卷和蛋奶酥的国家,也是
爬行动物祖先的蛋(也就是现在鸡蛋的祖先)最先被发现的地方,从某
个角度来说,这看上去还是很相称的。尽管如今在世界各地都发现了恐
龙蛋,但法国南部仍是此类化石发现的热点地区。
在生命的进化史上,由矿物质构成的外壳保护的蛋最早出现在爬行
动物中,但外壳之内的结构则在很久之前就出现了,并且彻底改变了陆
地上生物的生存方式。最早完成从海洋到陆地过渡的动物是两栖动物,但和现在的蝾螈和青蛙这类典型的两栖动物一样,它们胶状的卵在空气
中缺乏保护,很容易变干。因此,尽管两栖动物的成年个体可以在陆地
上生存,但它们仍然必须将卵产在水中,否则卵就会皱缩而亡。
一切都因一种薄膜的进化而改变了,这种膜被称为羊膜,它把胚胎
包裹在充满液体的羊膜囊中。羊膜囊正是进化通过最有效的途径来解决
问题的典型代表。你几乎可以听到约3.1亿年前,从上石炭纪的原始沼
泽林中传来的“推销员”的叫卖声:“胚胎变干了吗?我们有个新点子!
那就是把它放进这袋水里。”事实上,薄煎饼中还包含着第二个体现陆
地生物适应性的例子。
羊膜的出现是鸡蛋进化过程中的关键一步,而种子在3.6亿年前的
进化起源与之非常类似。羊膜囊帮助动物解决了如何在陆地上繁殖的问
题,种子也帮植物解决了同样的问题。最早的种子植物是由陆生祖先进
化而来的,后者需要生活在潮湿的环境中,让卵子和精子在液态水中结
合,就像现在的蕨类和苔藓一样。种子植物之于蕨类植物,正如羊膜动物之于两栖动物。在这两种情况下,最大的改进都是进化出了一个充满
液体的囊来保存胚胎,然后在其周围包裹一层含有充足养料且能防止脱
水的外壳。
接下来,我们来看看薄煎饼的第三种原料,也就是牛奶的进化过
程。母乳喂养幼崽是我们哺乳动物的一个典型特征,而且所有物种的哺
乳方式都是一样的,需要借助专门用于泌乳的腺体。线索就藏在“哺乳
动物”(mammals)这个名字里,因为哺乳动物是有乳腺(mammaries)
的动物,而且产奶量大得惊人!在美国,平均每只奶牛年产9.5吨牛
奶。而对于最大的哺乳动物蓝鲸来说,据估计一只体重100吨的哺乳期
雌性蓝鲸每天会为自己的幼崽生产近500磅[2]
的乳汁,其中包含的能量
足以维持400人一天的日常生活。
在达尔文生活的时代,人们对于哺乳动物、鸟类和植物的进化过程
以及生命的了解还比较粗浅,如今有越来越多的细节以惊人的速度被揭
示。这都是因为我们现在能够轻松地测定和比较不同物种的基因组。一
套基因组本质上就是一本食谱,比如鸡的基因组中就包含了将一颗受精
卵变成一只鸡所需的全部指令,还有这只鸡的细胞和器官完成一切活动
所需的全部指令,其中就包括对于进化和烹饪都极为重要的一项任务
——繁衍更多的鸡!
基因组用与核酸基本单位的化学名称有关的字母来表示。虽然只有
四个字母(各自代表不同的核酸基本单位),但为了能让细胞制造出各
种各样的蛋白质,由这些字母组合而成的DNA(脱氧核糖核酸)序列有
可能非常冗长且复杂。这些类似于食谱的组合实际上就是基因。一些根
据基因“食谱”制成的蛋白质(例如蛋黄中的蛋白质)是食物分子,而其
他基因会产生一种叫作酶的特殊蛋白质。它们能加快(或者说催化)生
物化学反应,比如,我们唾液中的淀粉酶能将淀粉分解成单糖。还有一
类基因能控制其他基因被打开或者关闭。细胞就像一个小型自动化厨
房,任何时候都在依照成千上万份食谱进行烹饪,并且根据需要不断地
调整改进烹饪的成果。基因组中不仅包含活跃基因,还有拟基因,后者是先前某些基因
的“幽灵”。尽管这些拟基因不再有用,但每当有新一代基因诞生时,它
们仍然会被原封不动地复制下去。真正起作用的基因会被准确地复制和
修正。任何偶然发生的致命错误都会被自然选择消除,因为那些携带者
在有机会把遗传缺陷传给后代之前,可能就已经死掉了。然而,一个基
因一旦不再起作用,复制中产生的错误就不会对生存或繁殖所必需的环
节产生影响,因此错误就会累积,从而导致基因序列随着时间的推移变
得越来越无意义。一个拟基因丧失功能的时间越长,其序列就越不同于
那些仍然起作用的基因的序列。所以,在被几百代个体弃置之后,食谱
开头的那句“打散一个鸡蛋的蛋清”(Beat the white of one egg)可能会被
误传成“吃一个鸡蛋的蛋清”(Eat the white of one egg),而再经过几千
代的时间,甚至会变成“次整个茶叶蛋鸟”(Tea the wheti of done gg)这
种更混乱的组合。
合成蛋黄和牛奶所涉及的不同基因序列,反映了从产卵的祖先到用
乳汁喂养幼崽的胎生哺乳动物之间发生的演化过渡。在我们自己所属的
哺乳动物谱系中,与那些在鸡身上发现的相类似的卵黄基因在3 000万
年到7 000万年前就变成了拟基因。而那个时候,制造乳蛋白的基因早
就出现了,所以一定存在一个中间阶段,也就是哺乳动物产卵又产奶的
时期。人们将鸡和卵生哺乳动物鸭嘴兽的基因组进行比较后发现,鸡身
上的某一种能制造卵黄蛋白的基因在鸭嘴兽的基因组中仍然处于活跃状
态。因此,正如我们所预料的那样,鸭嘴兽的基因组既包含乳蛋白的基
因,也包含卵黄蛋白的基因,这证明鸭嘴兽是哺乳动物从卵生向胎生过
渡时的孑遗物种。
鸡蛋、种子和牛奶都是为了解决每位父母都熟悉的一个基本问题:
我们该如何保护和养育后代?尽管这听起来有些荒诞,但薄煎饼的这三
种原料的进化的确是地球生物进化的转折点。
薄煎饼通常不会被当作开胃菜,但我希望它能让你对我们即将讨论
的话题产生一种期待。现在,让我带你浏览一下菜单的其他部分。所有原料都保证新鲜,而且都是就地取材。另外,我想说的是,你可以按照
我安排的顺序来“品尝”这本书,或者如果你愿意的话,也可以“随意单
点”——按照你自己确定的顺序来阅读。在这本“菜单”上,你是找不到
咖啡、水果和坚果的,因为它们在我的上一本书《种子的故事》(An
Orchard Invisible: A Natural History of Seeds)中已经提到过了。难道你
不讨厌某种食物反复出现吗?
烹饪是人类营养学的基础,我们将在第2章中看到,这项非常古老
的实践是人类进化的关键。此外,大约7万年前,当人类迁移出非洲
时,依靠吃水生贝类动物来维持生命的行为也是很关键的一步(第3
章)。以驯化动植物为基础的农业是我们如今的饮食基础。第4章就像
做白面包卷时被缠绕在一起的面团一样,将农业萌芽时期对作物的驯化
过程与面包的历史融合在了一起。
接下来的两章是关于人类如何进化出味觉和嗅觉,从而使我们对植
物和其他食物的化学性质能够做出反应,也就是我们怎样选择哪些可食
用,哪些不可食用,从而使生命得以延续。我们会在讲到汤(第5章)
和鱼(第6章)的时候提到这些话题。
我们已经为作物设定好了进化的路径,但在摄入粮食的过程中,它
们也影响了我们自己的进化。但是,不管那些把书架压得吱嘎作响的古
代饮食书籍上写了什么,你都要注意进化并不是命中注定。大量吃肉并
不会让我们的身体状况变得更好,因为这是在旧石器时代进化带给我们
的改变(第7章)。我们是杂食动物,除了一些非常明显的约束之外,进化并没有规定我们必须怎样表现,或者我们必须吃什么。对我来
说,“永远不要吃比你的头还要大的东西”始终是一条非常好的忠告。美
食作家迈克尔·波伦(Michael Pollan)曾经说过,在众所周知的三条简
单道理中就包含着你能获得的最好的健康建议:好好吃饭,主要摄入植
物性食物,不要吃太多。
从蔬菜中就可以很容易地看出,进化对我们的饮食几乎没有什么约
束(第8章)。我们已经找到了一些巧妙的方法,可以将那些不太理想甚至有毒的植物加工成美味的食品,使人类又多了4 000种可以食用的
物种。如果你想为可食用植物的多样性举办一个庆祝活动,可以效仿苏
格兰植物学会的成员们,他们在2013年举办了一场圣诞蛋糕食谱竞赛,为了选出原料中植物种类最多的食谱。最终获奖的食谱包含54科的127
种植物,有人按照食谱烤制出了这个蛋糕。光是顶层的装饰配料就包括
糖制长山核桃、核桃、腰果、扁桃、松仁、芝麻、白芷、椰子片和包裹
着巧克力的咖啡豆,还有很多表面撒满糖的干花,包括紫罗兰、报春
花、薰衣草、迷迭香、琉璃苣、迎春花、雏菊和金盏菊。
植物不能像动物那样依靠逃跑或者飞走来逃避敌人,因此进化迫使
它们采取了一种防御策略。就像学校的书呆子往往没什么运动能力一
样,植物在化学实验室里的优异表现弥补了在野外表现出的迟缓和脆
弱。因此,植物无法迅速移动的这一简单事实对烹饪产生了深远的影
响。我们将在第9章中看到,香料的味道、芥末和辣根带来的刺激、生
姜和辣椒的辛辣,以及植物的所有药用效果都是因此产生的。
在第10章,我们会探讨烹饪的放纵,而这种放纵主要表现在迎合人
类对糖和脂肪的原始欲望的甜点上。在第11章,我为你准备的奶酪已经
发酵得恰到好处,有让人无法忽视的香味。我们在自然界中找不到与奶
酪直接等效的东西,这是它和其他食物不同的地方,但这种由牛奶和微
生物创造的甜品中包含了一种进化产生的酵素。说到发酵,在第12章
中,我们会像兴高采烈地飞向腐烂水果的果蝇一样化身成“酒鬼”。嗜酒
者和苍蝇都会被酒精所吸引,为此我们应该感谢酵母及其与酒之间长久
的进化关系。
倒数第二章(第13章)仔细探讨了对饮食来说非常基本,以至于总
是被视为理所当然的一个问题:我们为什么要分享食物?进化给出的答
案在任何时候应该都是人们用餐时的最佳谈资。我们的结论是,连餐馆
也是有进化起源的。最后在第14章,我们将着眼于食物的未来,以及基
因修饰将在食物进化中所扮演的充满争议的角色。现在,请跟随我入
席,祝你胃口大开!地图1 人类的出现及食肉习性的进化
[1] smoke既有“熏制”的意思,也有“吸烟”的意思。——译者注
[2] 1磅≈0.45千克。——编者注嘉宾
烹饪动物烹饪造就人类的观点由来以久。1785年,苏格兰传记作家和日记作
者詹姆斯·博斯韦尔(James Boswell)写道:“我对人类的定义是一种‘烹
饪动物’。在一定程度上,野兽有记忆、判断力,也具有我们大脑中所
有的器官功能和情感,但没有任何一种野兽会烹饪……”博斯韦尔在达
尔文出生之前就写出了这段话,所以他并没有提出任何与进化有关的论
点,但烹饪对人类至关重要的观点在其他人看来,也是他们直觉上认为
是正确的结论。在科学里,直觉通常不会被当作证据,但我们会看到,在这件事上,直觉才是关键证人。
根据博斯韦尔的说法,既然没有野兽会烹饪,而人类又是“烹饪动
物”,那么一个明显的问题就是,这种习性是如何进化的?我们的类人
猿近亲基本上都是素食者,靠吃树叶和水果生活。大猩猩只吃植物,而
黑猩猩在有能力的时候会捕捉和进食动物,不过这只是一种投机行为,它们主要还是以水果为食。尽管一直有人说黑猩猩的聪明程度足以烹
饪,但它们并不能胜任。黑猩猩和我们人类的共同祖先一定是素食者,所以食肉且会烹饪的人类是从纯素食的先祖分阶段进化而来的。
我们和其他动物之间的鸿沟(不仅是饮食和烹饪,还有智力、语
言、大脑尺寸和身体结构方面)看起来很大,这是因为我们在进化路径
上不知不觉跟随的那些中间物种都已经灭绝了。我们是世界上最后幸存
的人属物种,而在这个世界曾经有几种我们应该称之为姐妹种的生物,还有几十种我们的祖先和近亲。总的来说,我们都是“人族”。
我们人类是来自非洲的物种。查尔斯·达尔文甚至在没有任何化石
证据之前,就根据其他类人猿(黑猩猩和大猩猩)来自非洲的事实推断
出了这一点。如今,不仅有大量的化石证据证明人类起源于非洲,而且
在我们的DNA中也能找到支持这一结论的信息。正是遗传密码中的突变
或细微的变化,让我们能够通过比较DNA序列来重建进化树。这一重建
的过程和通过姓氏继承来确定相关的个体和绘制家谱图的方式非常类
似。
以我自己的姓氏西尔弗顿(Silvertown)为例。我的祖父出生在波兰,姓西尔伯施泰因(Silberstein)。在他4岁的时候,一家人移民到英
国,最后我的祖父在那里开了一家裁缝店。第一次世界大战爆发时,这
个听起来像德国人的名字对生意很不利,所以大约在1914年的时候,我
的祖父把姓氏变得更像英语,改为西尔弗顿。这种变化是对当地情况的
一种适应,在进化过程中这样的情况每时每刻都在发生。当然,基因突
变是随机的,而我的祖父很清楚自己在做什么。我有一张他自豪地站在
裁缝店外面的照片,头顶就是那块写着“西尔弗顿”的招牌。他的生意日
渐兴隆,家族也不断壮大,现在所有姓西尔弗顿的人(据我们所知)都
是我祖父的后代。
其他姓西尔伯施泰因的人也希望名字读起来更像英语,不过改成了
西尔弗斯通(Silverstone)。在进化术语中,西尔伯施泰因的两种变体
都被称为共有衍征。共有衍征可以用来重建家谱图或者进化树。如果你
姓西尔弗顿,那这个共有衍征就告诉我们,你是我祖父母杰克和珍妮的
后代。如果你姓西尔弗斯通,你就属于家谱图的另一个分支,而我们有
一位更遥远的共同祖先。变异总在发生。人们经常把我的名字错写
为“西弗顿”(Silverton)。如果我或者我家族中的某个人决定随大流,采用这种更简单的写法,那么这种变体就会被算作一种新的共有衍征,所有姓西弗顿的人也都是我祖父母的后代。
现在,我们还是回到人族的话题上。在达尔文于1871年出版《人类
的由来》(The Descent of Man)这本书时,我们还只知道自己,对人族
的其他成员一无所知。尽管那时第一个尼安德特人的头骨已经被发现
了,但并没有人意识到它们的古老价值和重要意义,所以在那个时候,让古人类“重聚”是一件很难实现的事情。而今天,成千上万的古人类化
石被发现,我们甚至知道了一些近亲的基因组序列。既然我们对人类祖
先的饮食和他们是否烹饪的问题感兴趣,还有什么比邀请他们都来参加
一场梦幻晚宴更好的方法呢?
亡灵节是墨西哥人的节日,在这一天,人们把墓地变成野餐的场
地,庆祝亡灵归来,还用鲜花装饰坟墓,把糖骷髅和交叉股骨形状的糖霜面包当作礼物进行交换。我们组织的这次古人类的重聚将会是一次最
盛大的亡灵节庆祝活动,几位最古老的人类祖先代表将会到场。我们已
经发出了邀请,消息也已经传到了我们非洲故土的每一个角落,全世界
的人都知道一场庆祝活动将会在墓地举行。
11月1日这天,我们终于迎来了为古人类的第一次重聚而举行盛大
晚宴的日子。所有下颌长牙齿的古人类化石都会被送来。那些只能通过
骨头碎片确认身份和无法出席的嘉宾,已经通过电子邮件发来了它们的
基因组序列。现在,我们需要为这些失散已久的亲人们提供一份“菜
单”。为了确保所有客人都能得到满足,我们必须要询问每一位出席的
人类祖先:你是谁?你生活在什么时期?你从哪里来?当然还有,你吃
什么?就算我们的宾客都活着,也没有几位能理解或回答出这些问题。
现在,即使是最完好无损的头骨也只能用一个龇牙咧嘴的笑容来回答。
但幸运的是,通过仔细检查到场的客人,我们能找到很多答案。但我不
建议你对家里的客人也采取同样的方法,因为其中包含像颅容积和内部
解剖结构等涉及隐私的项目,还有对牙齿的显微镜检查。
第一位到达的宾客是我们的曾曾曾曾……曾祖母露西(Lucy)。和
我们所有古老的近亲一样,露西来自东非。它那具十分完整的骨架在埃
塞俄比亚的哈达尔沙漠中被唐纳德·约翰森(Donald Johansen)发现,它
属于南方古猿阿法种(Australopithecus afarensis),并被称为“露西”,这是因为在它被发现的时候,考古营地里一直在反复播放甲壳虫乐队的
那首《露西在缀满钻石的天空》(Lucy in the Sky with Diamonds)。露
西生前和黑猩猩的体型相当,头部像类人猿一样小,只比黑猩猩的头稍
微大一点儿。不过,它被发现的消息传遍世界的原因是,它属于第一个
像人类一样直立行走的古人类物种。
虽然露西直立行走,但从惊人的法医学推论中,我们发现它也会爬
行。对露西一块上肢骨的分析表明,这块骨头是从高处坠下的时候摔碎
的。而这次跌落很有可能就是它的死因,同时也暗示着尽管它能爬行,但并不像那些树栖的祖先那样熟练。毕竟它的脚是用来走路的。尽管露西和它的同类大多是素食者,但它们食物中包含的植物种类
比黑猩猩的要多,而且看起来有几种南方古猿通常比黑猩猩更适合在不
同类型的环境下生存。南方古猿阿法种有比黑猩猩更大的臼齿、更小的
犬齿和更有力的下巴,这表明我们的这位祖先经常咀嚼坚硬的食物。科
学界达成的共识是,我们所属的人属起源于一种南方古猿,而且很有可
能就是露西这种生活在295万到380万年前的南方古猿阿法种。
亲爱的露西需要一个加高座椅来弥补它身材的矮小,尽管它的餐桌
礼仪的确和黑猩猩一样,也不会使用银质餐具,但它可以尽情地享用蔬
菜和水果沙拉!如果有可能的话,露西甚至会从邻座的宾客那里偷一些
熟食,因为实验发现,当类人猿有机会选择的时候,相比生食,它们更
喜欢吃熟食。在一项引人注目的研究中,心理学家彭尼·帕特森(Penny
Patterson)领养了一只名叫科科(Koko)的大猩猩,并训练它与自己交
流。她向灵长类动物学家理查德·兰厄姆(Richard Wrangham)讲述了当
她问科科更喜欢哪种食物时发生的情况:“在录制视频的时候,我问科
科,它更喜欢煮熟的蔬菜(我用左手示意)还是没有煮过的新鲜蔬菜
(我用右手示意)。它摸了摸我的左手(表示煮熟的蔬菜)作为回答。
然后,我问它为什么喜欢煮熟的蔬菜,并且用一只手代表‘味道更好’,另一只手代表‘更方便吃’。科科选择了‘味道更好’这个选项。”
在史前考古记录中,素食者几乎没有留下多少能表明它们吃什么的
线索——或者更确切地说,它们留下的痕迹非常少。在叶片结构中,有
一种非常微小的二氧化硅颗粒,叫作植硅体,它们会被卡在食用过叶子
的动物的牙齿中。根据植硅体的独特形状,我们能知道露西吃的是哪种
植物。另外,食肉的古人类不仅体贴地给我们留下了吃剩下的骨头,同
时它们用来宰杀动物的石器也会在骨头上留下与众不同的切削痕迹,有
时还会直接留下石制的宰杀工具。实际上,最古老的留有宰杀痕迹的骨
头来自露西在埃塞俄比亚的活动区域。这些骨头有超过339万年的历
史,可以看到肉已经被剥离下来了,并且为了获得骨髓,骨头都被砸开
了。看来,南方古猿阿法种非但不可能是完全的素食者,而且已经学会
了加工肉类,而不只是啃啃骨头。人们一直以为制造石器的技能是人类独有的,而且人属出现之前的
古人类只能用手边的一些石头来敲击骨头并刮下动物尸体的肉。然而在
2015年,人们发现了肯尼亚西图尔卡纳的一处史前考古遗址,那里发现
的石器是在330万年前被制造出来的,比已知的第一个人属物种的出现
至少要早50万年。在东非的其他地方,从250万年前起,生活在埃塞俄
比亚的古人类才会取出大型动物的内脏和骨头,或许还会肢解和剥皮。
总的来说,这些古老的宰杀遗迹说明,食肉习性的出现比20万年前才开
始进化的智人(Homo sapiens)要早得多,甚至比约280万年前从南方古
猿进化出的第一个人属物种还要早。所以,人类是从很久之前就开始食
肉的杂食动物,我们人属最早的祖先就很喜欢宰杀动物——事实上,它
们表现得就好像以此为生一样。不过,它们到底是谁呢?
在古人类家族聚会的现场,如果我们按照长幼来安排座次的话,那
么餐桌旁留给第一个人属物种的空椅子应该被放在代表南方古猿阿法种
的露西和被认可为“人类”的直立人(Homo erectus)的物种中间。如果
第一个人属物种是南方古猿和直立人的中间产物,那么通过比较,我们
可以说这个物种一定比南方古猿更高大、更聪明,但还有什么不同之处
呢?我们又要在餐桌旁预留多少张椅子来弥补这个缺口呢?有希望填补
这一空缺的物种在宴会厅里一直游荡的同时,古人类学家也在试图为它
们确定正确的座次。这其中有一个物种是能人(Homo habilis),该物
种的化石是在20世纪60年代首次被发现和命名的,当时在现场的一些石
器旁边,人们发现了两块颅骨和手骨。或许这是第一次有记录的在厨房
发生的死亡事故现场?
最早被发现的能人化石距今只有约180万年,但最近一些年代更为
久远的能人化石已经被发现,从而将能人的起源提前到了约230万年
前,这在时间上更接近大家认为的人属在约280万年前从南方古猿进化
而来的观点。根据化石的形态,能人的颌骨与南方古猿阿法种的更加相
似,而颅容量则更像直立人,所以将其安排在这两者之间,看起来是相
当合适的。尽管单从能人的牙齿来判断,它咀嚼的力量和露西一样大,不过还是有一位来宾硬要挤进它们之间。2013年,埃塞俄比亚人类学家沙拉丘·塞尤姆(Chalachew
Seyoum)发现了一块新的颌骨化石,它看起来属于一种介于南方古猿
阿法种和能人之间的物种。经过精确的年代测定,这块化石距今约280
万年,且误差不会超过5 000年,尽管化石上的牙齿具有一些人类特
征,但颌骨形状和南方古猿的很像。有人给这块化石起了一个很不起眼
的名字LD 350–1,你可能觉得这个名字相比家庭成员来说,更适合做车
牌号,但这个既不是南方古猿阿法种,也不是能人的物种,因此暂时还
没有其他名字。LD 350–1是我们人属的新成员,而且很有可能是最早的
成员,他被发现的地点距离发现露西的哈达尔只有30千米,距离发现最
古老石器的遗址也只有40千米。
所以,我们在几日步行可达的范围内,查明了非洲古人类进化成人
类,并开始宰杀动物和食肉的地点。这比确定历史上第一家麦当劳快餐
店的地址还要令人兴奋,但到目前为止,所有参加人族重聚活动的宾客
都在吃生的食物。可怜的LD 350–1无精打采地摆弄着自己的名牌,好几
个小时反复咀嚼着一块血淋淋的牛排,露出凄凉的神情。而和它一起吃
饭的能人已经用一把花了好几天时间做成的石刀把肉切碎了。
这时,直立人如约前来。当它走进宴会厅时,我们看到它只有1.3
米高,不过身体比例和现在人类相似。它带来了一把石制手斧,看起来
有些不好惹。如果我们像对其他宾客那样,给它端上来一盘生肉,它会
生气吗?还是会干脆把这些桌子椅子都拆掉,然后生火做饭?偷偷看一
眼它的牙齿,我们或许能找到一点线索。最早的直立人有着与它们的祖
先,也就是能人和南方古猿阿法种一样的大臼齿,但稍晚期的直立人化
石表明,随着时间推移,它们进化出了更小的牙齿,而这样的牙齿适合
咀嚼比过去少一半的软食。这表明直立人成为食品加工的高级实践者,甚至可以说是厨师。
在195万年前,生活在肯尼亚北部图尔卡纳盆地的古人类很可能就
是直立人,它们不仅宰杀河马、犀牛和鳄鱼这类具有挑战性的动物,还
以鱼和龟为食。不过,我们可以肯定的是,直立人和它们的肉食祖先们都不是只吃肉。任何可行的饮食方案都必须能提供能量和蛋白质,尽管
瘦肉能提供大量的蛋白质,但提供的热量却很少,因为消化蛋白质并将
其转化为葡萄糖的过程会消耗能量,而几乎不会释放能量。超过13的
热量都是从瘦肉中获取的人很快会患上“兔子饥饿症”(rabbit
starvation),这是出现在早期美国探险家身上的一种症状,那时他们只
能依靠自己设法抓到的小动物活下来。在没有其他任何食物的情况下,只吃瘦肉所提供的热量是不够的,这会促使人摄入更多的肉,但仍无法
完全消除饥饿感,之后就会导致肉类中毒。
过量摄入的肉类会产生毒性,因为在蛋白质被消化的过程中,多出
来的那一部分氨基酸超出了肝脏的代谢负荷。在肝脏将多余的氨基酸转
化为尿素后,虽然会经肾脏从血液中被过滤出去,但肾脏也会因过量的
尿素而超负荷运转。如果饮食中有足够比例的脂肪,那么就可以避免这
些问题,因为脂肪能弥补所缺少的热量,满足身体对葡萄糖的需求,并
且可以在摄入过多的肉之前消除饥饿感。成年因纽特人仅靠吃动物就能
生存下来,是因为他们吃的那些北极哺乳动物含有大量的脂肪,不过孩
子们就需要额外吃一些植物性食品。而在人属进化的非洲稀树草原上,野生动物身上多半是瘦肉,几乎没什么脂肪。因此,从以素食为主的祖
先进化而来的早期人类不能像真正的肉食动物(比如猫科动物)那样无
限制地食用肉类。
早期人类很可能和它们的祖先一样,把植物中的碳水化合物当作主
要的能量来源。直到今天,我们饮食中的大部分碳水化合物还是来自人
工种植的植物,如小麦、玉米、大米、山药和土豆。在非洲仍然有一些
靠狩猎采集为生的部落,在他们每日所需的能量中高达13都是从块
茎、鳞茎、种子、坚果、果实和其他野生植物中获得的,这很有可能与
我们祖先在很久之前的生活相类似,因为200万到300万年前的非洲也是
可以找到这些食物的。
尽管早期古人类食用的植物并没有留下直接的化石证据,但是有间
接证据表明,它们有可能从植物的地下贮藏器官中获得碳水化合物。例如,在非洲中部的乍得湖畔,与东非的南方古猿阿法种同一时期生活着
南方古猿羚羊河种(Australopithecus bahrelghazali),在对其牙釉质进
行分析后,人们找到了化学证据,证明这种古人类从热带禾本科植物或
莎草科植物中获得了高达85%的热量。由于这些植物的叶片很坚硬,而
且没什么营养价值,所以南方古猿羚羊河种最有可能吃的是富含淀粉的
肉质茎和地下部分。事实上,现在的人类和狒狒还都在食用像油莎草
(Cyperus esculentus)这样的莎草科植物的块茎。由于油莎草的块茎富
含油脂和淀粉,味道可口,营养丰富,而且可以生熟两吃,所以在古埃
及被广泛种植。尽管如今在西班牙,油莎草被当作一种作物来种植,但
在其他地方,这种植物却因生命力过于旺盛和顽强而被认为是世界上最
讨厌的杂草之一。在美国明尼苏达州进行的一项试验中,油莎草的单个
块茎在短短12个月内,就繁育出1 900多个植株,收获了近7 000个块
茎!
莎草属植物的块茎有一层坚韧的外皮,这可能会给缺少合适牙齿的
古人类带来一点儿麻烦。在早期人类遗址中发现的大量石片工具,有没
有可能是被用来除去块茎的外皮的呢?为了弄清楚这一点,人们找来
200万年前的石英片工具,它们锋利的边缘上还有古人类使用后留下的
划痕和标记,然后在肯尼亚南部的一个遗址挑选同样的石英材料制作石
器。这些新制成的石英片工具被用来模拟对不同动物和植物性食品加工
的过程,在它们的刃口处留下了各种用途造成的特有的损坏特征,与原
始工具上的痕迹进行比较。
这项实验表明,用新工具为刚从地下挖出的覆盖着沙砾的植物地下
贮藏器官去皮时,形成的损坏特征与原始工具上的一些痕迹相符,这说
明原始工具也被用作相同的用途。如果把这个问题看作一个经典的推理
谜题,那我们可以得出这样的结论:生活在200多万年前的人类有动
机、手段和机会把地下贮藏器官作为自己饮食的主要组成部分,其动机
是对于一种碳水化合物来源的需要,手段是石器制造技术(如果牙齿无
法满足需要的话),而机会就在他们居住的地方,这里有充足的合适的
植物。当我们继续探究该如何招待赴宴的直立人时,会发现它们是分布最
广的人属物种之一。直立人和我们智人一样,都是从非洲走出来的,但
它们要比我们早170多万年。在非洲以外的地方发现的最早的人类化石
属于直立人,地点在西亚高加索山脉的德马尼西。在德马尼西发现的化
石与在非洲发现的早期直立人的化石很像,并且其中包含已发现的最完
整的早期人类头骨。这些化石形成的时间大约在180万年前,这说明直
立人在非洲完成进化后不久就进入了欧亚大陆,分布范围迅速扩张,从
西部的地中海一直向东延伸到中国。
尽管我们能确定直立人是一种杂食动物,也就是说它们既吃植物,又吃动物,但它们的化石常常和大象的化石一起被发现,说明它们可能
格外依赖大象。大象被猎杀的原因是它们可以作为食物,从大象巨大的
尸体上获得的脂肪和肉都很有营养价值。大象骨头和象牙还能被用来制
造工具,而且不管直立人在哪里出没,当地总有这类体形庞大的食草动
物存在,可以作为可靠的猎物来源。约40万年前,当大象从地中海东部
消失时,直立人也消失了。事实上,在过去的100万年里,不管在地图
上的哪个地方出现人类物种,当地的大象物种基本上都会灭绝。
所以,如果我们从较晚期的人种中,邀请到一位臼齿较小、颅容量
较大的直立人,那么为它提供一块大象肉排,搭配剥了皮的莎草块茎作
为晚餐,似乎就没有问题了。不过,它会要求厨房把点的菜都煮熟吗?
尽管我们有充分的理由认为这是有可能的,但证明直立人吃熟食的直接
证据难找得出奇。火场遗迹、宰杀遗址、石器和人类化石只能提供烹饪
的间接证据。你可能会在山洞里发现远古时期火留下的灰烬,但你怎么
能确定这火是有人故意点的,而不是由野火引起的呢?在火场遗迹中可
能会发现动物的骨头,但你怎么知道动物骨头上的肉是被煮熟后吃掉的
呢?如果你不是一个怀疑一切的人,那么非洲那些发现了烧焦的动物骨
头的火场遗迹(有些骨头上甚至还有宰杀痕迹)就表明了,人类第一次
露天烤肉早在150万年前就发生了。
幸运的是,由于饮食习惯深刻地影响了人类的进化过程,所以我们在这个问题上不仅有史前的考古学证据,还有生物学证据。哈佛大学灵
长类动物学家理查德·兰厄姆在他的著作《生火:烹饪如何造就人类》
(Catching Fire: How Cooking Made Us Human)中将各种证据汇总成一
个令人信服的论据,即烹饪在颅容量较大的直立人的进化过程中,发挥
了重要的作用,而且他认为150万年前的直立人是第一个开始烹饪的人
属物种。兰厄姆指出,与黑猩猩相比,包括直立人和我们自己在内的人
属物种的嘴巴、牙齿和胃都比较小,颌骨较弱,结肠也较短,而且总的
来说肠道比较短。所有这些头部和腹部的特征都是对能量高且易消化的
熟食的一种适应。
当然,我们没有反映直立人肠道特征的直接证据,但从其胸腔的大
小和形状来看,我们知道它们并没有足够大的肚子来容纳像吃生食的食
草动物那样的大容积的肠道。尽管南方古猿露西的未加工的素食饮食是
灵长类动物的标准配置,但人类却没有能力处理大量体积庞大、富含纤
维且能量较低的食物。如果我们的饮食在进化过程中没有改变,那么为
了能够消化生的植物性食品,我们这样体形的灵长类动物所需要的结肠
将会比我们现在的大40%以上。那些试图靠这种饮食方式生存且不加工
食物的人,尽管体重会减轻,但无法持续下去。我们不可能像其他灵长
类动物一样,只靠吃生的植物性食物就能存活,哪怕是很短的一段时间
都不行。
截至目前,通过对出席人属物种聚会的各位宾客的调查,我们一方
面可以看出,在烹饪动物出现之前,它们已经有会对食物进行预处理的
祖先,而另一方面我们也知道了进化的方向,但还不太清楚烹饪给饮食
带来的巨大变化到底是在什么时候,因为什么发生的。从解剖学上看,直立人极有可能是第一个开始烹饪的人种,但在这类祖先存在的漫长历
史中,烹饪术到底是什么时候出现的呢?
有遗传学证据显示,一种被称为MHY16的基因能够强化非人灵长类
动物的下巴上的肌肉,而这一基因在人类谱系中于200多万年前消失。
也许最早期的直立人在那个时候就已经开始烹饪了,所以强壮的肌肉就变得多余,甚至还有可能伤害到越来越小的牙齿。随着越来越多的化石
和史前的考古证据被发现,古人类开始烹饪的确切时间可能会变得越来
越清晰。与什么时候开始烹饪的难解之谜相比,为什么这个问题已经有
了相对明确的答案。烹饪让食物更容易消化,使我们能从中获取更多的
能量,同时烹饪还让许多毒素失去活性,从而为古人类的进化开辟了充
满更多可能性的新前景。
马铃薯或莎草科植物的块茎是一个应有尽有的地下储藏室,这些植
物为了自己未来的生长和繁殖,会在块茎中储存很多能量。你可能已经
料到,为了保护这些来之不易的珍贵能量,植物会采取一连串的防御措
施来抵御外部的攻击。首先,块茎被埋在看不见的地方,所以必须得费
力寻找,然后被挖出来。其次,许多莎草科植物的块茎都有一层坚韧的
外皮,而木薯的块茎则含有毒素,也就是说,很多块茎在未经加工的情
况下无法食用。再次,由于块茎中的淀粉非常致密,肠道中的消化酶也
很难发挥作用。尤其对孩子来说,未充分煮熟的土豆能够整块穿过肠
道。最后,淀粉分子被固定在微粒内部的晶块里,这些微粒非常小,以
至于牙齿甚至是石头都无法将其磨碎。而烹饪能使块茎的大部分防御措
施失效,烹饪能够破坏毒素和酶抑制剂,软化组织,撬开淀粉粒,使淀
粉从干燥的晶态变为湿润的凝胶态,而后者更易于消化酶分解。未经加
工的肉类和脂肪在营养、能量和味道方面远不如煮熟之后,恐怕只有狮
子才能吃得下。
兰厄姆认为,烹饪造就了人类,因为它能够为我们提供驱动一个较
大的大脑所需的能量。人类进化过程中最重要的一个趋势就是,在过去
200万年间,大脑尺寸一直在稳步增长。现在的人脑比其他任何灵长类
动物的大脑都要大三倍,但绝对尺寸并不能代表一切。奶牛的大脑也很
大,但并不灵光。大而聪明的大脑让人类成功获得了独特的本领,比如
复杂的语言、抽象的思维以及由此产生的一切。大脑是非常消耗能量的
器官。人脑虽然只占体重的2%,但在静息状态下就要消耗足足20%的能
量。这些能量大部分用在借助电信号传递信息的突触上,突触将神经细
胞连接起来,这是实现大脑功能的基础。肠道消耗能量的程度几乎可以和大脑相提并论,然而,尽管我们的
颅容量比同体形的灵长类动物的平均颅容量要大很多,但我们的肠道容
积却小得多。进化通过削减肠道容积而将多出来的能量用在更大的大脑
上。兰厄姆推测,烹饪提升了食物的能量值,从而让容积更小的肠道可
以为进化中迅速增长的大脑供能。如果你把肠道想象成一个燃料箱,那
么烹饪就相当于增大了燃料的辛烷值,同时,人类也从运行速度更快
的“引擎”中受益。最近有一项研究比较了类人猿和人类的代谢速率,结
果意外地发现我们的代谢速率比黑猩猩高27%。所以说,我们不仅有高
辛烷值的燃料,而且我们燃烧得也更快。在重量相同的情况下,人类的
能量“预算”要比黑猩猩更高。我们把多出来的能量都用在什么事情上了
呢?就是思考!
或许最能说明我们的确是烹饪动物的证据就是,大脑生长和烹饪似
乎确有密不可分的关系。在人类进化的过程中,我们肠道容积的缩小和
颅容量的增大差不多是同时进行的。从直立人身上就能看出这种趋势,如果兰厄姆是对的,那么现在我们的客人将会敲打着桌子,大声要求我
们为它提供煮熟的晚餐。从来没有人听到这种古人类发出这么大的吵闹
声。
现在,该给直立人吃什么的难题已经解决,这位饥饿的客人正大口
大口地吃着煮熟的食物,渐渐平静下来,我们就可以把注意力转向下一
位客人了。它身材高大,体格健壮,自信地大步走进房间,手持一支细
长的木制长矛。长矛长度超过6英尺[1]
,顶端还有一个做工精良的石质
箭头。这就是海德堡人(Homo heidelbergensis),尽管它是直立人非洲
分支的后代,但外表更像现代人,颅容量也比直立人大30%。海德堡人
的前额更高,脸部更扁平,不过眉骨仍然很明显,而且没有下巴。它出
现在70多万年前,也经历过100万年或更长时间的大脑进化。从它的学
名中可以看出,第一件海德堡人的化石是在德国海德堡市附近发现的,但其他化石后来在希腊、埃塞俄比亚和赞比亚被陆续发现。印度和中国
也发现了被普遍认可的海德堡人化石。我们有理由相信,海德堡人是我们首位只要需要随时都能生火的祖
先。出席宴会的那位客人带来的长矛是由云杉木制成的,和在德国舍宁
根的地下发现的那几支长矛是一样的。舍宁根的古长矛可以追溯到30万
年前,当时这个地区位于湖边,到处都是动物。尽管有大象,但很罕
见,古人类主要还是以狩猎和宰杀马为食,在遗址现场到处能看到马被
肢解后留下的遗骸。杀一匹马就能给一个二三十人的族群提供两周的食
物,他们在吃饭时可能还搭配了一些当地野生植物的果实,比如榛子、橡子和树莓。对于这位对饮食很讲究的亲戚,难道你不觉得一块三分熟
的马肉排配烤橡子,和加了成熟榛子碎和野花蜂蜜的树莓酱汁,听起来
就很合适吗?
海德堡人愉快地坐在餐桌旁,那支吓人的长矛被安全地放在了一
边,接下来我们就可以把注意力转移到这位古人类的后代和我们最后的
几位宾客身上。在这些后代中,有两个人种打破了在非洲进化的家族传
统,它们是移居海外的海德堡人的后代。其中最知名的就是尼安德特人
(Homo neanderthalensis),要不是在19世纪首次发现尼安德特人化石
的时候没能确定出它们生活的年代,它们原本可以在大约200年前就被
收入家庭影集的。
另一个人种是我们已经灭绝的表亲,我们直到2010年才知道它的存
在,当时在西伯利亚的一个洞穴里发现了一截指骨。DNA分析得到了一
段既与尼安德特人不一致,也与现代人类不一致的序列。这段非常独特
的DNA序列被证实属于一个年轻女孩,所以人类学家就把这种古人类归
为一个叫“丹尼索瓦人”(Denisovan)的独特物种,因为指骨是在丹尼索
瓦被发现的。我们掌握的丹尼索瓦人的实体证据太少了,所以尽管这是
一场为已经消失的古人类举行的活动,它们还是轻易地就成为聚会上最
像幽灵一般的存在。基因组测序结果显示,丹尼索瓦人的基因仍然隐约
地存在于我们人类一些现存的种群中。这表明5万多年前,我们在前往
美拉尼西亚和澳大利亚定居的途中,一定碰到了丹尼索瓦人,而现在的
美拉尼西亚人和澳大利亚人就是从这次相遇中继承了丹尼索瓦人一小部
分的DNA。我们会在餐桌旁给丹尼索瓦人留下一个空位,然后把用狐狸、野牛
和鹿的牙齿制成的一些装饰品当作标记,这些装饰品是在丹尼索瓦洞穴
中被发现的,可能属于死在那里的那个小女孩。也许不久之后,会有更
多丹尼索瓦人的化石出现。这时,我听到古人类的大脚踩在楼梯上发出
的沉重声响。给我们最后的这几位客人让路,尼安德特人来了!
一个男人和一个抱着婴儿的女人走了进来。这几个人看起来都很接
近现代人,如果它们去理发店和服装店,你可能只会瞥一眼它们肌肉强
壮的外表、异常大的鼻子和没有下巴的脸庞,然后就直接擦肩而过了。
尼安德特人是北半球的原住民,和从非洲来的我们并不一样,它们已经
适应了寒冷的气候和黑暗的冬季。在首批接受基因组测序的尼安德特人
中,结果显示有一个人的头发是红色的。虽然我们都是海德堡人的后
代,但尼安德特人是其从欧亚大陆的分支进化来的,而我们是从非洲分
支进化而来的。通过对基因组进行比较,可以发现我们两个物种在50多
万年前有着共同的祖先。直到4万年前,尼安德特人还一直留在欧洲,不过它们的灭绝并非了无痕迹。在非洲以外所有的人类种群中,仍有尼
安德特人的基因,我们也非常了解尼安德特人吃什么。
关于尼安德特人的饮食,有三个主要的信息来源:它们牙齿上带有
食物残渣的结石告诉我们它们吃什么,粪便化石告诉我们它们排出什
么,还有吃剩下的骨头和残骸,比方说,留在盘子边的那些东西。尼安
德特人居住的洞穴里到处都是动物的遗骸,所以很明显它们主要靠狩猎
大型动物而食其肉为生。然而,除非肉里含有大量的脂肪,不然这样高
蛋白的饮食是无法满足它们的能量需求的,特别是因为它们对能量的需
求可能比我们更大,要知道它们比我们肌肉发达,颅容量也比我们稍微
大一些。根据对5万年前尼安德特人的粪便所进行的化学分析,它们确
实吃了很多肉,但也吃绿色蔬菜。其他证据也支持这一结论。
牙结石的形成就像一个生动的石化过程,这个不断对口腔内的物质
进行抽样沉积的过程可能会贯穿整个生命周期。起初是牙齿上出现牙菌
斑。随着时间推移,唾液中过饱和的磷酸钙沉积,使得牙菌斑矿化。尽管唾液中磷酸钙的生物学功能是修复牙釉质,但它的副作用是会让牙菌
斑矿化,也就是将食物颗粒困在一种结晶基质中,使其保存上千年。
我们发现,从尼安德特人的牙齿中提取到的牙结石里含有枣、地下
贮藏器官和草籽等许多种植物的植硅体,以及煮熟的淀粉粒,甚至还有
烟雾颗粒。在没能找到一本石器时代食谱书的情况下,这已经是现有的
最能清楚证明尼安德特人确实烹饪并食用植物的证据。植物的残骸很容
易腐烂,但如果它们碰巧在火里被烧焦了,就可以保存下来,成为另一
个证据来源。在以色列迦密山的一个洞穴中发现的被烧焦的植物残骸告
诉我们,生活在那里的尼安德特人采集了杏仁、开心果、橡子、野生小
扁豆以及野草的种子和豆科的很多植物。在那个时候,鸡汤和豆香煎饼
都还没有被发明出来。
最新的证据表明,尼安德特人吃的东西与我们人类在同一时期吃的
并没有太大不同。尽管大型动物对于尼安德特人来说很重要,但它们除
了吃大型动物以外,还会烹饪并食用贝类,偶尔也会吃一些比较小的猎
物,比如兔子、乌龟和鸟类。直布罗陀的戈勒姆岩洞(Gorham’s
Cave)是伊比利亚半岛南部的一个岩石岬,下方就是地中海的入口,这
里是仅存的几个尼安德特人居住的遗址之一,甚至可能是它们最后的藏
身之所。直至今日,在洞穴周围的悬崖上还有筑巢的原鸽,从6.7万年
前起,尼安德特人就把它们当作日常食物进行烹饪,直到尼安德特人自
己(而不是鸽子)消失为止。后来,我们人类占领了这个洞穴,并在接
下来的几千年中继续以当地的鸽子为食。
现在,根据现有的对古人类饮食习惯的了解,我们已经为参加聚会
的每一位客人提供了合适的餐食,每个头盖骨都带着满意的笑容,宴会
厅里响起了奇怪的打嗝声。500万年前,我们的祖先可能基本上只吃素
食,到了330万年前的时候,它们开始制作石器,并且食肉,而到了100
万年前或者可能更早的时候,它们就开始烹饪食物。从这段历史中我们
了解到,进化是渐进式的,像制造工具和烹饪食物这种我们现在通常觉
得很新奇和独特的习性,实际上与人族血统有着很深的渊源。尽管我们人类存在的时间不长,但血统是很古老的。
现在,迅速崛起的人类已经准备好参加宴会了。孕育了智人的非洲
大陆尽管距离直布罗陀海峡对面的戈勒姆岩洞(尼安德特人在这里享用
了最后一顿鸽子晚餐)仅9英里[2]
,但当我们离开非洲时,既没有穿过
海峡,也没有在途中吃过鸽子。我们沿着一条更加迂回的路线从非洲向
各处分散开来,吃的东西也各不相同。地图2 沿海岸线走出非洲,距今约7.2万年起
[1] 1英尺≈0.3048米。——编者注
[2] 1英里≈1.6千米。——编者注头盘
贝类——海滨生活在1440年出版的一本作者不详的中世纪《烹饪书》(Boke of
Kokery)中,记录了烹饪贻贝的方法。食谱全是用中古英语书写,尽管
我们对这些单词的拼写很不熟悉,但它们的发音和含义在过去6个世纪
里早已深入人心了。作者写道:“挑选肉质干净的贻贝,把它们放在一
个陶瓷容器里(Take and pike faire musculis, And cast hem in a
potte)。”加入“洋葱末、大量的胡椒和葡萄酒,再稍加点儿醋(myced
oynons, And a good quantite of pepr and wyne, And a lite vynegre)”。“一
旦贻贝裂开”(assone as thei bigynnet to gape),就表示已经熟了,这时
要“把它们从火上取下来,尽管很烫,但你还是要在上菜前把它们整齐
地摆在盘子里”(take hem from ye fire, and serve hit forthe with the same
brot in a diss al hote)。这道菜的基本原料并没有改变——干净的贻贝、洋葱末、胡椒、葡萄酒和一点儿醋。
贻贝和母乳一样几乎是一种永不过时的食物。不管是生的还是熟
的,人们食用贻贝的历史至少已经有16.5万年甚至更久。我们的近亲尼
安德特人也吃贻贝,因此我们的共同祖先很有可能在50多万年前也是吃
贻贝的。古人类食用贝类的历史可能已经长达100万年或者更长的时
间。这只是一个保守的说法,因为许多猴子和猿类都被观察到在有条件
的情况下会食用鱼类和贝类。
当人类沿着地球上的海岸线迁移时,在这些古老的路线上不时就会
发现成堆的被丢弃的贝壳。从北极到非洲南部海岸,再到南美洲的最南
端,在涨潮间隙总有收集软体动物的人,那些被他们丢在一旁的贝壳证
明他们世世代代都是以此为食。海产品富含Omega–3脂肪酸(欧米茄–
3),它对大脑的发育至关重要,因此这种食物在我们的进化过程中可
能有极其重要的营养价值。必需营养素都是很关键的化合物,而且它们
就像某些氨基酸一样,是我们的细胞无法自行合成的,因此必须要通过
食物来获得。
最古老的贝丘来自16.5万年前中石器时代的非洲,在那里,一些最
早期的人类居住在一个可以远眺印度洋的洞穴中。从那里留下来的废弃物中,我们得知它们是狩猎采集者,所食用的贝类至今仍能在这个地区
被找到。其中包括几种贻贝、很多帽贝和一种带壳的大海螺,在南非荷
兰语中被称为“Alikreukel”(南非蝾螺),它的壳上有像包头巾一样的密
集的螺纹,只需要6只,就可以做出一顿不错的晚餐。
这个不同寻常的洞穴位于南非西开普省的尖峰地区(Pinnacle
Point),是由亚利桑那州立大学的人类学家柯蒂斯·马雷恩(Curtis
Marean)发现的。他写道,自己无意中找到这个洞穴并不是单纯靠运
气,他来到这里是因为他知道从大约19.5万年前开始,也就是我们人类
在非洲诞生后的数万年间,冰期寒冷而干燥的气候使得非洲大部分地区
变得不适宜人类生存。
这次冰期引发的种群崩溃,导致人类数量从约一万个有繁殖能力的
个体减少到可能只有几百人,在遗传方面的影响也仍然被深深印刻在现
代人的基因组中。马雷恩推断,这些幸存者就是我们的祖先,他们可能
在南非西开普省找到了避难所,因为周边海洋的影响使那里的气候变得
温和。这里能为人类提供两种食物来源,而且这两种食物不会像其他地
方那些狩猎采集者赖以为生的猎物那样,受寒冷干燥气候的影响而减
少,它们就是海产品和当地盛产的一种奇特植物的鳞茎。这些中石器时
代的鳞茎,就相当于今天烹饪贻贝时所用到的洋葱。
现在的海平面比16.5万年前的要高很多,因为那个时候大量的水都
以冰的形式被固定在陆地上,因此所有靠近海岸的有人居住过的洞穴都
已经被海浪淹没或冲毁,没有留下任何有考古价值的沉积层。而人类在
尖峰地区的洞穴中居住过的证据却被保存下来,这是因为洞穴地处内
陆,而且在高高的悬崖上。从那里的考古遗迹中,我们发现这个洞穴只
是断断续续地有人居住,也许只有当海平面变化,海岸线移动到足够近
的地方,让人类能够方便地获得贝类的时候,才会有人住在这里。
马雷恩提出,大多数证明人类曾经在该地区居住过的考古学证据都
被埋在近海的沉积物中。人们已经在更靠北的厄立特里亚沿海,也就是
红海的浅水区,发现了这样的证据,只不过年代要短一些。在对当地的一座珊瑚礁进行挖掘之后,考古学家发现了数百件嵌在珊瑚中的石器,珊瑚随着海平面的上升慢慢把这些石器包裹起来。这些发现可以追溯到
12.5万年前,周围还有31种可食用软体动物的遗骸,其中包括牡蛎和大
量的贻贝,还有两种可食用的蟹类,以及很可能是用来取出美味蟹肉的
石器。
红海沿岸是人类离开非洲前最后停留的地方。我们不知道有多少次
没能成功的冒险是从这里开始的,可能有很多。但我们知道在这些冒险
者之中,至少有一个人的后代一路来到中国,因为在那里考古学家发现
了10万年前解剖学意义上的现代人的牙齿。然而,这些开拓者似乎已经
逐渐消失了,因为生活在非洲以外地区的现代人的基因显示,所有人都
是更晚的一批迁移者留下的后代。
在尖峰地区的首批居住者开始食用贝类之后,我们人类(智人)的
活动范围在接下来的5万到6万年间一直局限于非洲大陆,但在差不多同
一时期,看起来比我们更能适应寒冷气候的尼安德特人已经遍布整个欧
洲,并且主要生活在西班牙南部海岸附近。从尼安德特人洞穴中找到的
许多贻贝壳外表面都被烧焦了,这说明它们在火中被烤过。
尼安德特人烹饪海鲜的技术是不是比我们人类更加高超呢?如果我
们两个物种之间举行过石器时代烹饪赛的话,应该是在大约10万年前,当时来自北非的智人沿着地中海南岸向东迁移,并且来到现在的以色
列。很久之后才成为农业发源地的亚洲西南部地区在那时已经是尼安德
特人的家园,不管我们是在争夺食物的过程中被它们打败,还是单纯地
被它们的烹饪术所压制,智人都没能存活下来。
大约3万年后(也就是距今7.2万年),我们第一次成功地离开非
洲。尽管这还是一次沿海迁徙,把海产品作为食物,不过这次人们选取
了穿过红海向北的路线,然后沿着阿拉伯半岛的海岸进入印度。为什么
能从红海中获得充足食物的人们要经历长途跋涉离开非洲呢?实际上我
们尚不清楚这个问题的答案,不过有可能是不断增长的人口对沿海的食
物资源造成压力。我们所知道的就是,这次迁移是我们人类占领全球的过程中不可替代的起点。
用“不可替代”来形容这个事件有两方面的含义——既不同寻常,又
独一无二。在大约7.2万年前一个晴朗的日子,一小群人从非洲之角出
发,横渡红海进入阿拉伯半岛。如今非洲以外地区的全部人口,即全球
大约60亿人都是这些人的后代。我们之所以知道这一点,是因为它就被
记录在我们的基因中。非洲人口在基因上有丰富的多样性,不同民族之
间的差异也很大。相比之下,世界上其他地区的人口在基因上却很统
一,所有人的基因加起来,在非洲多样的人类基因中的占比也很有限,因为这些基因都来自完成迁移壮举的那些人,大概只有几百人。在迁移
过程中,我们离非洲越远,我们原本的遗传多样性就越少。这说明每一
次迁移都是由一小部分个体完成的,他们脱离大部队、迁移、扎营,然
后建立自己的聚落,当定居下来的人越来越多,又会有人选择另立门
户。
人类在大约7.2万年前成功离开非洲之后,主要还是继续沿着海岸
线前进,以海产品为食,因为我们在非洲沿海生活的时候已经习惯了这
种生活。我们沿着印度海岸,在大约4.5万年前到达澳大利亚,熟悉的
贝丘也是从那个时候开始在当地出现的。
遗传学证据告诉我们,在沿海岸线迁徙的途中,不时有成群的人离
开,进入内陆地区。其中一群人的后代在4.5万到5万年前首次进入欧
洲。4万年前,亚洲腹地被晚一些离群的人类占据,他们从东亚沿海出
发,向内陆前进,成为第一批回到西半球的迁移者,这条路线也是后来
连接中国与欧洲的著名的丝绸之路。
大约在1.6万年前,环太平洋地区的迁移者沿着海岸线一路向北,已经到达了西伯利亚。尽管大部分陆地仍被冰雪覆盖,但沿海地区的冰
已经消失,从而形成了一条通往北美洲西北部的通路。从阿拉斯加到智
利,所有的美洲原住民都是第一批亚洲移民的后代。从北方的这个落脚
点开始,人们分散开来,而且大家选择进入北美洲的路线似乎都各不相
同。我们知道佛罗里达在14 550年前就有人居住了,因为在那里发现了当时被宰杀的乳齿象的骨头。而其他人则沿着太平洋海岸,在14 600多
年前到达了南美洲的智利。时至今日,拥有4 000英里海岸线的智利可
以说仍是贝类美食之都,这里的鲍鱼大到可以像大块的牛肉一样被切
开。
最终,大概在一万年前的时候,太平洋沿岸的迁移者到达南美大陆
最南端的火地岛。尽管所有与首批火地岛人有关的实体证据都在海水冲
刷和距今7 750年[1]
的一次火山喷发中被摧毁,但我们还是得到了来自
近200年前生动的第一手资料,从而了解人类在这次大迁移的终点究竟
过着什么样的生活。查尔斯·达尔文在随比格尔号军舰考察期间曾去过
火地岛,在1832年圣诞节那天,他在日记中写道:
这里的居民主要以贝类为食,而且不得不经常搬家。不过,他
们每隔一段时间就会回到原来住过的地方,这一点从成堆的旧贝壳
中就可以看出来,这些贝丘通常都有好几吨重,离得很远就能一眼
看到,因为上面总是长着某些亮绿色的植物。
达尔文非常同情火地岛人,因为他们通常穿着残破的海豹皮或者完
全赤裸,遭受着风吹雨打,还要在温度接近冰点的时候睡在潮湿的地面
上。“不管冬天还是夏天,晚上还是白天,只要大海退潮,他们就得起
来到岩石中收集贝类。”
火地岛的比格尔海峡正是以达尔文坐过的那艘军舰命名的,最近有
人发现这里到处都是贝丘,哪怕是那种只有靠独木舟才能到达的最不起
眼的地方也是一样。大多数贝壳都来自不同种类的贻贝,最大的贝丘堆
积达3米,直径达50米,说明人类对贻贝群落进行了密集而长期的开
发。经过考古发掘,我们发现,人们依靠食用贝类,在这个地区生活了
6 000多年。
对于我们这种有权选择吃什么、吃多少、什么时候吃的人而言,在
海边采集贝类是一项海滨娱乐活动,而火地岛人在遇到暴风雨,无法采集贝类或划着独木舟去猎捕海豹时,往往只能挨饿。在人类历史上,这
是生活在海边的采集者常常会面临的困境。贝类曾经是用来缓解饥荒的
食物,直到最近才成为一种昂贵的美食。它们支撑我们度过了在非洲的
艰难时期,陪伴了我们6万年,在农业产生之前,是贝类为人类在全球
的沿海迁徙提供了动力。随着农业发展,出现了植物和动物驯化的新技
术以及一场饮食革命,其重要性完全比得上人类从素食向杂食的转变或
者烹饪术的发明。
[1] 在放射性定年法中,原点年为1950年,距今7 750年(7 750BP)意指比公元1950年早7
750年的时间。——编者注主食
面包——植物驯化面包在第一次被制作出来的时候,就成为饮食历史上一种新事物的
代表,这种新事物就是加工食品。显然,大片的野草并不像贻贝、鳞
茎、水果或者野生动物那样,随便拿来就可以吃。谷类植物的种子必须
要经过收割、脱粒和扬谷,使谷粒与谷壳分离,然后再把谷粒磨成面
粉,与水混合制成面团,进行发酵,最后还得烤熟之后才能食用。不
过,作为对所有这些努力的回报,面包在风味和营养上都非常出色,可
以说成了食物的代名词。
在古罗马时代,小麦和大麦在数千年的时间里一直是欧洲和亚洲西
南地区的主食。大家都知道古罗马和古希腊的城市,以及埃及的金字塔
都是用石头建造的,但同样可以肯定的是,它们也是依靠面包“建造”起
来的。在考古学的帮助下,我们不仅知道了当时的面包是什么样子,甚
至还了解了它的制作过程。
在干燥的环境中,食物和其他有机物质会被保存得相当好,因为导
致腐烂和衰败的微生物在没有水分的条件下是无法生存的。在埃及,人
们在古墓里发现了3 000到4 000年前的几百个面包,它们是供王室成员
在死后享用的,在沙漠地带的干燥气候中被保存得很好。这些面包主要
是用二粒小麦的驯化品种制成,偶尔还会加入一些水果。尽管二粒小麦
已经不再作为一种农作物进行种植了,但它却是如今人们主要种植的两
种小麦的祖先,其中一种是特别适合做意大利面食的硬粒小麦,还有一
种是由驯化后的二粒小麦与一种野生山羊草杂交得到的面包小麦。
在考古发掘中,人们发现了建造金字塔的工人们居住过的村庄,还
发现这些劳动者和王室成员一样,也以小麦面包为食。在这个拥挤的村
庄里,每家每户都有各自用来磨面粉和烤面包的器具。古埃及采用以物
易物的经济模式,而价值通常是以谷物的数量及其能够生产出的面包和
啤酒的数量来计算。劳动者的酬劳通常是只够勉强维持生计的粮食,而
高官显贵们得到的粮食却多到吃不完。
无论是生前还是死后,国王都是不会自己动手烤面包的,所以负责
给孟图霍特普二世(Nebhepetre Mentuhotep Ⅱ,卒于公元前2004年)布置墓室的祭司们,为了让国王在死后能得到不间断的面包供应,就仿照
大规模的面包房建造了一个微缩模型。这个模型现在被保存在伦敦的大
英博物馆里,其中包含13个小型人像,他们正跪在马鞍形的手推石磨
前,双手抓着一块石头,将小麦碾碎。粗糙的花岗岩磨石将岩石颗粒留
在了面粉中,制成的面包里含有沙砾,我们从埃及木乃伊严重磨损的牙
齿中就可以看出这种面包的威力。如果要长期以古埃及的面包为食,就
需要有源源不断的假牙。
在面包房的这十几位碾磨工前面,有一排小人在揉着生面团,他们
身后有三个圆柱形的烤炉,每个炉子都由一位面包师负责看管。借助在
另一个中王国时期的墓葬中发现的檐壁浮雕,我们可以想象一下在这样
一个面包房里可能发生的对话。这块檐壁浮雕是在塞尼特的墓中被发现
的,她是孟图霍特普三世时期一位最高法院官员的女性亲属。当时只有
极少数的女性有墓葬,而位于卢克索的塞尼特墓不仅罕见,其内部还以
尼罗河沿岸的生活场景精心装饰,包括捕鱼、带狗打猎、宰杀动物、处
理肉类,以及生产面包和啤酒的过程。面包师说的话都用象形文字表
示,经过破译之后,读起来就像漫画书中的对话一样。一个用手推石磨
碾磨谷粒的女人虔诚地说道:“愿这个国家的众神把健康赐予我强大的
主人!”她的一位同伴说的话在岁月侵蚀下只剩下了最后的部分:“……
这是为了做食物。”也许她想说的是自己这次磨的面粉并不是用来酿造
啤酒的,在那个时代,啤酒都是用小麦和大麦制成的。在面包房里工作
的男人抱怨道:“我这么努力地工作……你们谁也不给我一点儿休息时
间”,还有“这柴火还是湿的……”,边说边举起一只手挡着脸,以免受
到烟雾和热气的伤害。
从古埃及的这些场景中完全看不出时间流逝的痕迹,就好像面包和
农业一直在维持着我们的生活一样,但事实并非如此。农业起源于1万
至1.2万年前的亚洲西南部。这一地区与农业有关的最古老的证据是在
土耳其东南部的安纳托利亚发现的,不久之后,农业就出现在整个亚洲
西南地区,所以这里也被称为新月沃土。这片区域的其中一部分从安纳
托利亚开始,沿弧线向南延伸,经过今天的黎巴嫩、以色列和约旦,一直到达埃及的尼罗河河谷,另一部分从安纳托利亚向东经叙利亚北部进
入伊拉克,再向南穿过底格里斯河和幼发拉底河灌溉的古美索不达米亚
地区。根据约4 000年前的泥板文献记录,在当时的美索不达米亚大约
有200种面包,它们所使用的面粉种类、加入的其他配料、制作面团和
烤制面包的方式,以及成品最后呈现出的样子都各不相同。
二粒小麦应该是第一种被驯化的作物,不过很快就有其他物种也进
入这一行列,构成了8~9种基础作物。除了二粒小麦外,新月沃土上的
第一批农耕者还驯化了单粒小麦、大麦、小扁豆、豌豆、鹰嘴豆、野豌
豆、亚麻,可能还有蚕豆。直到今天,你还是可以在新月沃土找到所有
基础作物的野生祖先,不过有一种作物例外,那就是蚕豆。尽管人们做
了大量的植物调查工作,但还是没有发现蚕豆的野生祖先。野生蚕豆可
能已经灭绝了。地图3 西南亚新月沃土
在一个地区发现这么多适合耕种的野生物种似乎有些巧得出奇,但
这背后有很充分的进化方面的原因,那就是气候。在新月沃土地区,降
雨的季节性很强,而且难以预测。干旱的气候和不确定的降雨很有利于
野生植物的三种特性的进化,从而使它们尤其适合作为驯化作物的原材料。第一种特性是生命周期短。生命周期短的一年生植物生长和成熟得
都很快,在干燥炎热的夏季,植物在死亡之前能够结下大量的种子。
一年生植物不仅种植和收获方便,而且收成很好,多产就是它们的
第二种关键特性。由于一年生植物只有一次繁殖机会,所以和繁殖过程
可以持续好几年的多年生植物相比,它们会把更多可用的能量用于结种
子。因此,我们所有的粮食作物都是一年生的,包括在其他地方被驯化
的作物,比如美洲的玉米和向日葵、非洲的高粱和珍珠粟,还有亚洲的
水稻。一年生植物能让我们的付出获得最大的回报,而且通过人工选
择,这种潜力可以最大限度地被发挥出来。
新月沃土地区的野生一年生植物之所以能成为如此适合驯化的原材
料,还有一个原因就是它们的种子比较大。干燥的气候有利于大种子的
进化,因为在种子发芽时,幼苗为了生存必须要生根,根会为生长中的
植物提供水。在干燥的环境下,根需要进入土壤深处去寻找水,而幼苗
只有在拥有大量养料储备的情况下才能长出比较长的根,这就意味着种
子必须要大。
如今不管在澳大利亚、北美洲地区、北欧地区,还是非洲南部地
区、印度或者乌克兰,你都能看到收割之前光彩夺目的金色麦田,这所
有的一切都和新月沃土地区最初的野生谷田几乎完全一样。在土耳其、以色列和约旦的岩石地面上,我们仍然能找到长有二粒小麦、大麦和燕
麦的野生谷田。在美国有一位研究作物进化的权威人士,叫杰克·哈兰
(Jack Harlan,1917—1998),他在20世纪60年代来到土耳其东南部的
安纳托利亚,并在那里发现了天然生长在喀拉卡达山斜坡上的大片野生
单粒小麦。作为试验,他用一把带有火石刀片的古代镰刀的仿制品,想
看看在一个小时内自己能收集到多少野生谷物。尽管由于谷穗破裂,损
失了一些谷粒,但哈兰还是在一个小时里收集了近2.5千克的小麦。在
脱粒后,重量少了一半,按重量计算,野生小麦的蛋白质含量为23%,比一些现代已驯化的品种还要高50%。
哈兰的计算结果表明,如果一个家庭按照谷物成熟的顺序,先收割山坡底部较早成熟的小麦,然后再从下向上收割更高处稍晚成熟的小
麦,那么这家人只需要三周的时间就能收集到足够他们吃整整一年的谷
物。哈兰想知道,在收成这么好的情况下,为什么还会有人要在野生谷
田像耕地一样密集的地方种植谷物呢?如果野生谷物可以无限量地收割
下去,为什么人们还愿意去犁地和播种呢?答案就是,在很长一段时间
里,从野外采集到的谷物有可能确实是足够的。这就解释了为什么考古
学记录显示谷物驯化花费了数千年的时间。然而最终,随着人口数量的
增加,驯化和耕作就成为一种必然的趋势。
考古遗址中有大量证据证明,人们是如何开始采集野生植物的种子
作为食物,又是如何开始通过人工选择来培育和改良这些种子的。2.3
万年前,生活在以色列加利利海(又名基尼烈湖)沿岸的人们采集到了
野生的二粒小麦和野生大麦。像小麦、大麦和燕麦这样的野生谷物都是
有谷穗的,到了成熟期,谷穗就会破裂,把种子传播出去。自然选择使
所有物种的下一代都掌握了散布种子的方法,这有助于它们的生存和繁
殖。然而,当对植物进行培育和驯化的时候,散布种子的这种模式会随
之改变。在这种情况下,繁殖最快的是那些结的种子能被收集起来,然
后再次进行播种的植株。因此,经过反复多次的收割和播种,就能选择
出那些在收获过程中麦穗不会破裂的植株。
在驯化的早期阶段,从野外收集到的谷物与考古学记录中经过培育
的谷物是无法区分的。随着驯化程度的加深,阻止谷穗破裂的基因通过
人工选择,出现的频率变得越来越高。不破裂的谷穗会牢牢固定住自己
的种子,在脱粒过程中,必须要靠机械力才能将这些谷穗打开。当不破
裂的谷穗在农场里进行脱粒时,不会像野生品种那样干净利落地自然裂
开,而是会在破裂后留下锯齿状的边缘。因此,较多的锯齿状裂口(用
单透镜就可以看到)是谷物驯化的标志性特征。第一种出现在考古学记
录中的粮食作物二粒小麦就具有这种驯化特征。
在新月沃土地区,我们发现的年代最久远的驯化作物位于土耳其东
南部安纳托利亚的恰约尼。在大约一万年前,那里的人就开始种植二粒小麦,但当时驯化品种的麦粒相对较小,与野生品种极其相似。恰约尼
的居民还种植了豌豆、兵豆和亚麻。尽管在写这本书的时候,从驯化的
标志性特征来判断,恰约尼是有直接证据证明的最早开始种植谷物的地
方,但还有其他的考古学证据表明,当时农耕在这个地区已经相当普遍
了。作物驯化可能在进行了几百年甚至几千年之后,其特征才开始变得
明显起来,在此期间,各种基础作物一直在驯化的作用下进化,同时与
各自的野生祖先杂交,并在新月沃土地区数百千米范围内的农民之间被
交换。
不破裂的谷穗是确定某种粮食作物是否被驯化的第一个考古学标
志,但驯化也会筛选出作物不同于野生祖先的其他特征,特别是更大尺
寸的谷粒和没有休眠期的种子。当耕种技术开始传播,那些被带到其他
地区的驯化作物就必须要适应新的气候。查尔斯·达尔文在他有关动植
物驯化的书中写道:
当第一批欧洲殖民者到达加拿大时,(他们)发现这里的冬天
对于来自法国的冬麦来说太严酷了,而这里夏天对于夏麦来说往往
也太过短暂了。后来,他们从欧洲北部引进了一种夏麦,收成非常
好,而在此之前,他们还以为自己的国家不适合种植谷类作物。
如今,适应加拿大气候的各种小麦都种植得非常成功,以至于在
2013年大丰收之后,都找不到足够的火车车厢来运输3 700万吨的粮
食。这就是适应带来的好处。
尽管现在有成千上万个小麦品种,而且其中大部分是面包小麦,但
这所有的多样性都是以两个重大的进化事件为基础的。第一个事件发生
在50万到80万年前,当时一种山羊草和野生小麦杂交产生了野生的二粒
小麦。第二个事件发生的时间离现在要近得多,那就是二粒小麦和另一
种类似杂草的山羊草杂交,产生了所有面包小麦的祖先。截至写这本书
的时候,这一事件发生的年代仍然无法确定。根据一项研究,它可能就发生在8 000年前新月沃土地区的某片耕地中,也就是在二粒小麦被驯
化之后,但另一项研究认为,这一事件至少发生在23万年前,也就是说
比现代人的起源还要早。在面包小麦品种的进化史上,不管这两次杂交
是什么时候发生的,结果都是增加了一整套染色体,所以现在的面包小
麦品种有三套完整的染色体。
面包小麦庞大的基因组比我们人类的要大5倍,这给它的进化提供
了极大的遗传潜力,因为不管是自然选择还是人工选择,都需要以基因
变异作为原材料,来形成新的品种。而基因变异最主要的来源是DNA复
制时的突变或者随机错误。正如你预料的那样,随机突变在大多数情况
下是有害的。在只有一套染色体的生物体内,突变所造成的伤害会减缓
进化的速度,但在有三套染色体的时候,就有足够的试验空间。打个比
方说,面包小麦这一品种同时有一条腰带、一条背带和一条松紧带在拽
着它的遗传“裤子”。这种“三重保障”的基因组使得面包小麦这一品种在
进化过程中展现出巨大的多样性,能产生适应不同环境的品种。
基因变异是进化的原材料,而不同的地方种群中所包含的遗传变异
就是育种者用来改良作物的原材料。适应当地环境的作物品种就像某种
语言的本地化版本一样,包含很多可以在发源地之外的地方找到用武之
地的新词(也就是新基因)。英语中有很多这样的词汇,尤其是在饮食
方面。例如,“whisky”(威士忌)一词来自盖尔语,“chocolate”(巧克
力)来自纳瓦特尔语,“chutney”(酸辣酱)则来自北印度
语,“bagel”(百吉饼)来自意第绪语,而“hominy”(玉米糊)
和“persimmon”(柿子)来自波瓦坦语。而被称为地方品种的本地作物
就像方言一样独特,在接受人工选择以迎合当地种植者口味的同时,它
们还经历了几千年的自然选择,既适应了当地的气候,又具有了对抗地
方病的能力。这种适应不管是对农作物还是对我们而言,都是生死攸关
的大事。
尽管谷物驯化极大地增加了人类可获得的食物数量,但也让我们的
生存问题与作物的健康状况紧密联系在一起。非常依赖面包的古埃及人曾经就遭受过饥荒。在《旧约全书·创世记》(Old Testament Book of
Genesis)中就有这样一个故事,讲的是法老做了一个奇怪的梦:
他再次入睡后,又做了一个梦。梦到一根茎秆上长出了7个谷
穗,繁茂而茁壮。
之后又长出了7个细弱的穗子,东风一吹,它们就蔫了。
那7个细弱的穗子吞食了7个饱满的穗子。法老醒来,发现原来
是一场梦。
根据《圣经》中的讲述,法老问他的占卜者们,这个梦是什么意
思,但(最不可思议的是)这些人都被难倒了,于是法老派人找来做奴
仆的希伯来人约瑟夫(Joseph),后者以成功解梦而闻名。约瑟夫说:
整个埃及将迎来7个丰收年,之后将要经历7年的饥荒,届时在
埃及的土地上,将没有人记得丰年是什么样子,因为饥荒将毁灭这
个地方。
睿智的约瑟夫随后建议法老把丰年收获的粮食储存起来,以防作物
歉收引起的饥荒。这真是极好的忠告。
当然,谷物和其他种子这么容易储存,正是因为自然选择是为了满
足植物生命周期的需要而设计的。种子中储存着植物早期生长所需的养
料,而我们却将这些养料据为己有,成为靠农作物为生的“寄生虫”,但
不幸的是,还有其他和我们一样的“寄生虫”。我们的竞争对手有病毒、细菌、真菌、啮齿动物和昆虫,比如《出埃及记》(Exodus)中讲到的
十大灾难里的蝗虫。
锈菌引起的疾病对谷类作物来说是最大的威胁之一,因为这些真菌
不仅生命周期短,进化快,并且孢子很小,可以轻松地借助风进行传
播。1998年,在乌干达出现了一种被称为Ug99的秆锈菌,并很快蔓延到非洲所有的小麦种植区,对全世界13的小麦作物造成威胁。尽管有
90%的面包小麦品种容易感染Ug99,但幸运的是,人类已经可以利用较
为罕见的抗性品种的基因,培育出能够抵抗Ug99的高产品种。
对于我们所有的农作物来说,粮食安全取决于能否持续应对不断演
化的疾病所带来的挑战。在这场战斗中,各种含有抗病基因的作物品种
和地方品种就是我们的武器。苏联科学家尼古拉·伊凡诺维奇·瓦维洛夫
(Nikolai Ivanovich Vavilov,1887—1943)可以说是为提高全球粮食储
备做出最大贡献的植物育种家之一。作为科学家,他的经历非常悲惨,尽管他的贡献养活了上千万人,但自己却饿死了,如今他已经成为公认
的贡献杰出的科学家。
从农学院毕业后,瓦维洛夫开始研究作物病害,以缓解肆虐俄国的
周期性饥荒。他意识到,不同作物品种之间在抗病性方面的差异可以用
当时刚刚创立起来的遗传学来解释,于是在1913年,瓦维洛夫利用来到
英国剑桥的机会,与遗传学的创始人之一威廉·贝特森(William
Bateson)一起进行了研究。
在剑桥的时候,瓦维洛夫阅读了很多查尔斯·达尔文的私人藏书
(当时都被保存在大学里),为自己未来的研究找到了灵感。达尔文显
然对作物的遗传变异和地理变异在新物种进化中的作用很感兴趣,这给
瓦维洛夫留下了特别深刻的印象。第一次世界大战爆发时,瓦维洛夫返
回俄国,开始了长达30年孜孜不倦的采集、研究和游历。
瓦维洛夫为了完成采集工作,远赴欧洲、北非、北美洲、南美洲、加勒比海地区、西亚地区,以及阿富汗、中国、日本,收集所到之处的
作物种子。只要有机会,他就会把数百千克的种子,连同有关抗病性和
采样地点的海拔与位置的记录一起运回位于当时的列宁格勒(今圣彼得
堡)的研究所。到了20世纪30年代初,瓦维洛夫已经收集了多达20万个
样本,其中有3万个小麦品种就被种植在他的研究所附近。
瓦维洛夫之所以不远万里地进行采集,是因为他坚信任何作物在其
最初被驯化的地区所表现出来的遗传多样性都是最高的。尽管这个理论没有经受住时间的考验,但他确实在山地发现了一些遗传多样性最高的
区域。这使得他开始探索一些最难到达和最危险的地方。
20世纪30年代后期,瓦维洛夫开始撰写一本名为《五大洲》(Five
Continents)的书,讲述自己在收集植物时的冒险故事,但在这本书尚
未出版时,很多与瓦维洛夫一起工作的科学家,最终还有他本人都付出
了生命的代价。20多年间,人们一直以为《五大洲》手稿已经丢失,但
在20世纪60年代早期,瓦维洛夫得以平反之后,他的秘书A.S.米希纳
(A.S.Mishina)透露自己将这本书的大部分手稿都藏了起来。
瓦维洛夫曾经迫切想要去探访的地区包括阿比西尼亚(就是现在的
埃塞俄比亚)和邻国厄立特里亚的山区。在《五大洲》这本书中,瓦维
洛夫描述了自己为获得在阿比西尼亚游历的许可而与拉斯特法里(Ras
Tafari)会面的经过,后者就是后来的海尔·塞拉西(Haile Selassie)皇
帝。埃塞俄比亚高原的多样性果然没有让瓦维洛夫失望,他在书中写
道:“这里表现出的品种混合程度简直令人难以置信。只是为了获得代
表单块田地中植物构成的样本,就需要收集上百个谷穗。”瓦维洛夫还
非常兴奋地写道,他在青尼罗河上游的阿克苏姆附近的一块田地里,发
现了一种硬粒小麦,事实上植物育种者一直在努力培育这种小麦,但几
十年都没有成功,结果在这里,大自然自己创造出了这样一种植物。
在去厄立特里亚的路上,瓦维洛夫的同伴们因为害怕强盗而变得焦
躁不安。“为了鼓励他们,我必须得走在前面。过了河之后,我们只走
了几个小时,就看到有人带着枪从茂密的灌木丛后边出现,那枪显然是
用来攻击旅行团的。”强盗们看到一个欧洲人站在探险队的最前面,也
知道欧洲人在旅行时会全副武装,于是就开始礼貌地鞠躬,邀请探险队
去他们的村庄过夜。“当时已经很晚了,我们得找个地方过夜,但我们
该如何应对眼下这种局面呢?”这几个苏联人决定给他们最好的左轮手
枪装上子弹,喝了足够多的咖啡,以确保他们在夜间不会打瞌睡,还把
他们最后的两瓶五星级白兰地作为礼物送给强盗首领。“向导回来的时
候已有几分醉意,不过他还带回了炸鸡、一罐蜂蜜和一大摞用埃塞俄比亚画眉草做成的煎饼。”地图4 尼古拉·瓦维洛夫的种子采集之旅
埃塞俄比亚画眉草这种谷物的种子很小,比小麦、黑麦或大麦的种
子要小得多,不过和那些经过驯化的作物一样,埃塞俄比亚画眉草的谷
穗也经过了人工选择,成熟后不会破裂。尽管埃塞俄比亚画眉草是埃塞
俄比亚特有的一种作物,但其驯化前的野生近亲品种在热带和温带地区
分布很广。只有埃塞俄比亚人喜欢吃这种与众不同的面粉做成的面包,并把野草变成了一种作物。埃塞俄比亚画眉草种子的谷蛋白含量很低,因此用它制成的面团并不具备小麦面包发酵的那种弹性。埃塞俄比亚画
眉草面粉在与水和香料混合后,会被放在一旁进行发酵和增稠。然后面
糊会被倒在一个滚烫的烤盘上,这样做出来的巨大煎饼就叫作英吉拉
(injera)。它们含有一定的水分,有弹性,上面还有在烹饪过程中由
于气体逸出而留下的小孔。英吉拉吃起来有一点儿酸味,而且和世界各
地的其他饼类一样,在餐桌上人们通常用它们把其他食物兜住或者包起来,然后一口放进嘴里。
尽管瓦维洛夫的向导从强盗营地那里带回来的英吉拉从植物学角度
来说是很独特的一份礼物,而且其他的食物也很美味,但聪明的苏联人
还是决定不能相信这伙人表面上的热情好客。酒精让盗贼们渐渐失去了
意识,而咖啡却让他们意图袭击的对象越发清醒,瓦维洛夫的团队就这
样得以成功逃脱。凌晨3点,探险队收拾行装匆匆离去,留下仍在熟睡
中的强盗。
可悲且具有讽刺意味的是,在工作中勇敢无畏,经历过死里逃生的
瓦维洛夫却因为一场无妄之灾而失去了性命。
不过,瓦维洛夫的故事还有一个苦乐参半的结尾。1941年6月,德
国军队迅速越过苏联边境,9月,他们到达列宁格勒城外,遭到了苏联
人的激烈抵抗。苏联政府最终认为研究所中存放的种子需要被抢救出
来,并制订了转移种子的计划。德国人也计划夺取这些种子,并组建了
一支名为“苏联回收突击队”(Russland-Sammelcommando)的德国纳粹
党卫军特殊部队来完成这项任务。苏联人成功地将一小部分种子转移到
了安全地带,但最大也是最重要的一部分种子,还有一些坚持留下来保
护种子的员工仍被围困在这座城市中。这些科学家中有很多人死于饥
饿,但却守护了这些原本可以帮助他们缓解饥饿的珍贵种子。
德国人打算通过轰炸将列宁格勒夷为平地,但希特勒的狂妄自大不
经意间使得研究所和种子并没有遭到彻底的毁坏。这位纳粹领导人坚信
自己会占领这座城市,而且已经派人为他准备在阿斯托里亚酒店举行的
庆功宴印制请柬,瓦维洛夫的研究所碰巧就在阿斯托里亚酒店和德国领
事馆附近,躲过了最严重的炮击。
1979年,传记作家G.A.戈鲁别夫(G.A.Golubev)研究了瓦维洛夫
收集的种子和他的育种计划对于苏联农业的影响,直到那时,人们才终
于意识到瓦维洛夫留给世界的遗产有多么重要。根据戈鲁别夫的计算结
果,在苏联80%的耕地上种植的农作物品种都源自瓦维洛夫研究所里存
放的那些种子。约1 000个新品种是以瓦维洛夫的名字命名的,而这些品种每年能多生产500万吨粮食,按当时的官方汇率计算,其价值超过
15亿美元。
像瓦维洛夫创造出的这种“种子库”在基因方面有丰富的多样性,从
而使作物和它们的野生祖先相比,能够适应的气候范围更广,生长的地
理区域也更大。面包小麦品种就是一个很好的例子,正是因为它的基因
组适应性强,才有了成千上万个不同的品种。然而即便如此,小麦也是
有局限性的,全球气候变暖已经给全球的粮食产量带来了负面影响。如
果品种多样性的潜力已经把一种作物对于气候的适应性推到了极限,那
么这时候最好的战略应该是选择另外一种能更好地适应当下气候的作
物。瓦维洛夫在他的第一次远征中,就目睹了这样的变化。
1916年,也就是在十月革命爆发的前一年,在波斯(今伊朗)进行
采种远征的瓦维洛夫采集到了大麦、黑麦和小麦的地方品种,其中还包
括当地一种对霉菌病完全免疫的小麦。在收集种子的时候,瓦维洛夫观
察到冬麦田里到处都是如杂草一般的黑麦,而且在山区里海拔越高的地
方,长势不佳的小麦就越容易被黑麦取代。根据这一发现,他提出黑麦
最初只是麦田中的一种杂草,后来在与小麦一起被收割的过程中意外经
历驯化,并在小麦生长不良的地方被当作了一种替代品,如今这个观点
已经被普遍接受。
黑麦是一种比面包小麦更耐旱的作物,更适合于贫瘠的土壤和寒冷
的气候,最北可以被种植在北极圈内。这种谷物的蛋白质含量很高,而
且含有一种罕见的碳水化合物,叫作阿拉伯木聚糖(也叫戊聚糖)。阿
拉伯木聚糖能吸收大量的水,在自然环境下这些水有助于黑麦种子的萌
发,而在烹饪中则使黑麦粉的保水能力达到小麦粉的4倍。小麦面包会
很快变硬,因为面包里面的淀粉在烹饪和冷却后会结晶和硬化,不过这
个过程是可逆的,这也就是为什么在加温后面包又会变得新鲜。相比之
下,阿拉伯木聚糖在冷却后仍然是软的,从而大大延长了黑麦面包的保
质期。
黑麦曾是北欧和东欧的穷人赖以为生的食物,如今在这些地区仍然很受欢迎。19世纪,这些地区的移民来到美国,由于人们对黑麦的需
求,这种作物开始被广泛种植。到了20世纪60年代,随着对黑麦的需求
减少,黑麦的种植数量也越来越少,不过却发生了一件奇怪的事情,黑
麦开始作为一种杂草出现在其他作物中。到了21世纪初,美国西部有
100万英亩[1]
的农田里到处都是黑麦,一年就会造成2 600万美元的损
失。针对这种情况,人们提出了各种各样的理论:或许后来出现的这种
黑麦是一种新的杂交体,或者有可能这种作物在曾经被人为种植过的田
地里已经能够自我繁衍了?在对黑麦的特性及基因进行研究之后,我们
发现这两种观点都是错误的。事实是,黑麦在旧世界意外被驯化,然后
作为一种农作物被带到新世界,最后又在北美洲变回了杂草。单个基因
的改变使黑麦恢复了落粒性(这对于野生植物传播种子是非常有利
的),而且种子也变得像野生品种一样小。抛开农业对我们人类自身进
化的影响不谈,没有什么能比黑麦的例子更能证明进化是如何持续不断
地发挥作用的。
作物驯化的过程不仅让农作物在进化中有了重大的改变,也直接和
间接地影响了我们人类自己。20世纪30年代,澳大利亚历史学家V.戈登
·柴尔德(V.Gordon Childe)在自己的著作中,把约1万到1.2万年前发生
在新石器时代的事件称为一场革命,因为人类社会在这一时期发生的变
化实在太重要了。新石器革命的意义如何夸大都不为过。为了耕作,人
们开始在某个地区永久居住,产出的余粮使人口得以增长,并且让一部
分劳动力有机会从事与食物采集的基本需求完全无关的工作。如果没有
新石器革命,那么一万多年后人类历史上的另一个转折点——工业革命
也是不可能发生的。
尽管农业带来了充足的食物,但对于新月沃土地区的第一批耕作者
来说,向以谷物为基础的高淀粉饮食转变并不是一件特别有益健康的事
情。有证据表明,为了适应这种全新的饮食方式,我们的唾液发挥了很
大的作用。对着眼前的食物流口水当然是不礼貌的,但美食的香味总是
被人形象地描述为“令人垂涎”,正是因为食物的气味刺激唾液腺分泌出大量唾液,让我们为享用大餐做好准备。唾液的主要成分是水,还有多
种不同的酶,其中就包括一些开始消化时用到的酶,所以说消化的起点
在口腔,而不是胃。唾液中可能有高达一半的蛋白质都是一种叫作α–淀
粉酶的物质,这种酶可以将淀粉分解成糖,不过并不是所有人的唾液中
都有相同含量的α–淀粉酶。
尽管唾液中α–淀粉酶的含量会受到各种因素的影响(比如说压
力),但是导致人与人之间有差异的一个主要原因是他们经遗传得到的
α–淀粉酶基因的拷贝数不同,可能是1~15之间的任何一个数字。我们并
不清楚为什么这种特定基因的拷贝数会有如此大的差距,但是,新石器
革命似乎提高了大量食用淀粉的种群的平均拷贝数。
在一项研究中,人们比较了三个高淀粉饮食种群和4个低淀粉饮食
种群中α–淀粉酶基因的拷贝数。高淀粉组包括日本人、有欧洲血统的美
国人(他们通常会吃大量的谷物,比如大米、小麦和玉米),还有非洲
一个名叫哈扎的狩猎采集部落,尽管哈扎人不从事农业活动,但会采集
和食用富含淀粉的块根和块茎。而低淀粉组包括另外三个非洲部落和一
个西伯利亚部落。研究发现,在α–淀粉酶基因的拷贝数上,高淀粉组的
人要比低淀粉组的人平均多出两个。这表明数量更多的α–淀粉酶基因可
能是对高淀粉饮食的一种进化性适应。
基因拷贝数的差异一定在农耕开始之前就出现了,所以我们不难想
象,自然选择会如何对群体中这种预先存在的差异施加影响,从而让那
些吃面包、大米,或者块根和块茎时能更好地消化淀粉的人获益。但这
个理论有一个美中不足的地方,那就是实际上大部分淀粉都不是在口腔
里被消化的,而是被消化道里的另一种由胰腺分泌的淀粉酶所消化。与
唾液中α–淀粉酶的情况相反,胰淀粉酶的基因并没有被复制,因此不同
的人所携带的拷贝数是一样的。尽管如此,由于在口腔中与食物混合在
一起的唾液淀粉酶在胃里仍然可以发挥作用,所以α–淀粉酶基因拷贝数
较高的人可能确实比那些拷贝数较低的人可以更高效地消化淀粉类食
物,而这个效率假说是很容易被验证的。淀粉在被完全分解后,会产生葡萄糖,后者是为所有活细胞提供能
量的分子。因此,如果效率假说是正确的,那么在食用淀粉后,α–淀粉
酶基因的拷贝数较高的人与只有少量拷贝的人相比,血液中应该出现更
多的葡萄糖。但令人惊讶的是,这个实验出现了完全相反的结果,拥有
大量唾液淀粉酶的人和拥有少量唾液酶的人相比,前者血液中的葡萄糖
要少得多。到底是怎么回事呢?
血液中的葡萄糖含量受到胰岛素的精细调控。随血液循环的葡萄糖
过多对人体来说是很危险的,这就相当于过多的汽油进入了汽车发动
机。这样看来,拥有大量α–淀粉酶基因且淀粉摄入量很大的人确实从这
种基因组成中得到了好处。然而,这里的好处并不是他们能更高效地消
化淀粉,而是摄入大量淀粉之后,他们的血液不会处于葡萄糖含量过高
的危险之中。由于血糖过高会导致2型糖尿病,所以拥有大量α–淀粉酶
肯定是自然选择会关注的一个优势。如果这个假说是正确的,唾液淀粉
酶的作用就不仅是开始消化淀粉,还有在口腔中把淀粉分解为糖,通过
味觉受体发出大量淀粉即将进入消化道的预警。这样胰岛素就可以被提
前分泌,血糖水平也不会达到危险的程度。
谷物驯化不仅从基因上改变了人类依靠高淀粉食物生存的能力,也
影响了人类最好的朋友的进化。至少在一万年前,也许更早的时候,狗
由狼驯化而来,所以从农业诞生以来,它们就一直在我们的餐桌旁,从
我们的剩菜中觅食。狗不像人类那样有唾液淀粉酶,但通过比较狗和狼
(狼是狗的野生祖先)的基因组,我们发现在驯化过程中,有三个影响
淀粉消化的基因变异了。驯化导致的其中一个变化就是,为狗的消化系
统提供淀粉酶的基因拷贝数大幅增加。进化使得狗适应了以我们餐桌上
富含淀粉的面包屑为食的生活。
我们中的大多数人都把日常食物当作是理所当然的存在,殊不知它
们已经默默发展了1.2万年,以一切可能的方式改变着我们。当我们学
会为了达到自己的目的而引导动植物的进化时,便为新石器革命打下了
基础。农业在为人类提供食物的同时,还扩大了人类种群的规模,产出的余粮让我们有了为生者建造城邦,为逝者修建坟墓的物质基础。农业
也让我们有时间去思考自然的奥秘,并最终揭示其规律。达尔文在观察
驯化对于动植物的影响时发现,使这些生物体满足我们需要的人工选择
过程,就类似于塑造了我们和其他所有生物的自然选择。面包驯化了我
们,而此刻我们正在驯化地球。
一块面包带我们回到了农业诞生的时代,又让我们看到驯化作物对
于人类进化的影响。新鲜面包的香味不断刺激着胃液分泌,口腔中的淀
粉也在生理上让我们为接下来的菜品做好了准备。我想是时候喝汤了,你觉得呢?
[1] 1英亩≈4 046.8平方米。——编者注汤品
汤——味道汤一直在提醒着人们,所有对生命来说重要的东西归根结底都是溶
解或悬浮在水中的物质。生命本身就是从海洋中诞生的,而且很可能就
在深海热液口附近,这些喷口在涌出热水的同时,使海底温度升高,一
些有趣的化学反应随即发生。尽管查尔斯·达尔文在有关生命起源的出
版物中总是避免推论,但1871年他在写给植物学家约瑟夫·胡克(Joseph
Hooker)的信中,终于有机会提出自己的猜想,那就是生命可能诞生
于“一个温暖的小池塘,里面有各种各样的铵盐和磷酸盐,还有光、热
和电等”。
进化生物学家和博学家J.B.S.霍尔丹(J.B.S.Haldane,1892—1964)
后来把这个小池塘称为“原始汤”(primordial soup),这种叫法也被一
直沿用到现在。尽管在生命起源的问题上,持对立观点的人们偶尔为了
表示异议,曾提出生命诞生于原始的可丽饼,甚至是原始的油醋汁,但
汤始终是生命菜单上最受欢迎的第一道菜。事实上,有一位瑞士的食品
科学家甚至提出,从非生命的原始汤到生命本身的转变过程中,所有早
期的步骤都可以从类似淀粉的多糖开始,通过厨房中的化学反应来实
现。虽然我个人赞同土豆汤可以孕育出生命的观点,但我实在不愿意在
热液口上烹饪它。
让·安泰尔姆·布里亚–萨瓦兰(Jean Anthelme Brillat-Savarin,1755
—1826)是著名的法国作家,著有《厨房里的哲学家》(The Physiology
of Taste),他断言没有什么地方的汤会比法国的汤更美味,还说这并不
奇怪,因为“汤是我们国民饮食的基础,数百年的经验造就了现在的完
美”。在刘易斯·卡罗尔(Lewis Carroll)的《爱丽丝梦游仙境》(Alice
in Wonderland)中,那只假海龟(The Mock Turtle)也同样对汤充满了
热情:
美味的汤,绿色的浓汤,在热气腾腾的盖碗里装!
谁能不为这样的美味而折腰?属于今晚的汤,美味的汤!
属于今晚的汤,美味的汤!
哈洛德·马基(Harold McGee)在他的经典著作《食物与厨艺》
(On Food and Cooking)一书中,带领我们近距离地观察了一碗热腾腾
的日式味噌汤,向上翻滚的汤裹挟着轻软的食物颗粒,就好像上升的波
状云,而我们就好像从天空俯瞰世界的上帝。显然,汤里可以有很多名
堂,也充满了味道。当我们口腔里的汤汁含有营养成分或者可能有毒的
物质时,味觉会告诉我们。舌头上的5种感觉细胞能分辨出咸、甜、酸、苦和鲜这5种味道。有越来越多的科学家认为,脂肪的味道是第六
味觉,而且在舌头上也有相应的感觉细胞。亚里士多德也是这样认为
的。
味噌汤除了咸味,还有一种令人愉悦、浓厚饱满的味道,叫作鲜
味。几千年来,咸、甜、酸、苦早已成为公认的4种不同的味道,而鲜
味直到1909年才被发现。那一年,东京帝国大学的化学教授池田菊苗
(Kikunae Ikeda)发表了一篇日语论文,在文中他说道,除了当时大家
普遍公认的4种味道之外,至少还有一种味道:“这是一种独特的味道,让人感觉很‘umai’(即日语的‘美味’),这种味道是由鱼、肉等食材产
生的。最能体现这种味道的食物是用干狐鲣和海带(Saccharina
japonica)熬制的狐鲣鱼汤(日语中被称为‘dashi’)。尽管这种味道是
以主观感觉为基础的,但很多被问到的人都会马上,或者在短暂的考虑
后表示同意这种猜想……我提议把这个味道命名为umami(鲜
味)。”后缀“mi”在日语中表示“本质”的意思,所以umami其实就是“美
味的本质”。
尽管池田坚信鲜味是一种独特的味道,而且一直潜伏在我们眼皮底
下,从未被人发现,但为了证明鲜味的存在,他必须确认这种味道的化
学基础。他知道,不管自己要找的化合物是什么,它一定是水溶性的,并且存在于海带中,所以他首先对一种含水的海带提取物(也就是厨师们口中的海带汤)进行了化学分析。然后是一系列耗时费力的蒸发、蒸
馏、结晶、沉淀,还有你能想到的所有工序,总共38个步骤。池田终于
得到了一些口感粗糙,但有海带汤味道的晶体。再经过少量化学药品的
处理,池田证明了纯化后的晶体实际上就是谷氨酸。事实证明,谷氨酸
的钠盐,也就是谷氨酸钠最能提鲜。
池田谦虚地表示:“这项研究揭示了两个事实:一是海带汤中含有
谷氨酸盐,二是谷氨酸盐带来了鲜味。”实际上,他取得的更重要的成
就是,他找到了我们味觉体系的第五种味道。除此之外,池田还在理论
与实践上做出了另外两项重要贡献。在理论方面,他研究了我们为什么
要有感知鲜味的能力。谷氨酸存在于很多富含蛋白质的食物(比如肉
类)中,即使在含量很低的情况下也可以被品尝到,所以这能给我们提
供一个正面的信号,那就是我们正在品尝的食物很有营养。人类母乳中
的谷氨酸盐浓度是牛奶的10倍。我们在品尝鲜味时所获得的满足感,似
乎就是在自然选择过程中为了确保我们吃的是健康的东西而产生的。
在实践方面,池田发明了一种生产谷氨酸钠(MSG,就是味精)的
方法,并取得了专利权,如今味精已经作为烹饪的一种增味剂而得到广
泛应用。在像海带这样的海藻中,谷氨酸钠的重量能占到干重的3%,而每年在中国收获的海带多达25亿吨。海带能成为味精的优质来源,是
有生物学方面的原因的。每个细胞外面都有一层细胞膜,其作用是包裹
和保护细胞内含物。细胞膜是半渗透性的,只允许像水这样的小分子进
出。当两种浓度不同的溶液被半透膜隔开时,就会发生渗透,在这个过
程中,水分子会从浓度较低的溶液移动到浓度较高的溶液中。只有当膜
两侧的盐浓度通过水的穿膜移动达到平衡时,渗透才会停止。新鲜海藻
的含水量可高达90%,想象一下,如果海藻细胞被浸在海水中,发生渗
透的话,会发生什么——海水中高浓度的盐会导致细胞很快失水、萎缩
并死亡。解决方法就是在溶液上做文章。海藻细胞中的谷氨酸钠有助于
弥补海水和海藻细胞液之间的盐浓度差异,从而防止细胞脱水和死亡。
所以不难想象,在含盐量最高的海洋中生活的海藻,其谷氨酸钠的含量
也是最高的。相比于从海藻中提取到的白色结晶体,如果你希望找到一种更贴近
生活的谷氨酸盐的来源,你会发现它天然地存在于煮熟的番茄和各种发
酵食品中,比如豆瓣酱和日本豆面酱。上好的帕马森干酪吃起来有一种
沙砾感,那是熟化过程中自然形成的谷氨酸钠晶体导致的。不妨在你的
意式蔬菜汤里撒上一点儿!
池田发现从海带中提取的谷氨酸盐有鲜味后不久,他的一位学生从
狐鲣鱼汤的另一种主要原料干狐鲣中分离出一种肌苷酸盐的分子,并且
发现后者也有鲜味。肌苷酸是一种核苷酸,也是DNA形成过程中的一类
重要化合物,因此营养价值很高。所以说,狐鲣鱼汤中包含两倍剂量的
鲜味物质。几十年后,也就是20世纪50年代,一位日本食品科学家在研
究中发现,酵母分解后会产生鸟苷酸盐,而这种物质同样有鲜味。他还
发现,将鸟苷酸盐或肌苷酸盐与谷氨酸盐混合后,其鲜味将远超任何一
种分子单独产生的味道。于是,我们用简单的化学知识就能解释为什么
狐鲣鱼汤会成为如此美味的一种汤底,海带中的谷氨酸盐和干狐鲣的肌
苷酸盐相互结合,共同触发了一枚鲜味炸弹。
狐鲣鱼汤可能是最纯正的传统液体增鲜剂,但实际上好的原料才是
所有汤的根本出发点,而且几乎所有的食谱都包含一个步骤,那就是小
火慢煮像骨头或鱼块这样富含蛋白质的食材,获得鲜味满溢的汤汁。鸡
汤是一种极好的谷氨酸盐来源,以至于有一些菜系几乎只依靠它作为汤
底。汤底中的动物性原料是谷氨酸盐的主要来源,而同样来自动物性原
料的肌苷酸盐或者添加植物性原料或蘑菇产生的鸟苷酸盐则能提供开启
鲜味的核酸“钥匙”。
将鱼换成干香菇,我们就可以做出素食版的狐鲣鱼汤。事实上,香
菇和其他许多食用菌经过脱水,并用温水泡发之后,会成为鸟苷酸盐和
谷氨酸盐的丰富来源。泡发不应该用热水,因为这样会破坏蘑菇中释放
味道分子的酶。煮熟的番茄在做酱料和汤时能起到很多作用,其中之一
就是其中所含的谷氨酸盐有助于提鲜。有人要尝一尝蘑菇番茄比萨吗?
尽管鲜味一直就在我们的食物中,但它作为第五种味道而在日本以外的地方被接受已经是几十年后的事了。这一认知过程进展如此缓慢的
一个原因是,食盐(即氯化钠)和谷氨酸钠的味道有些相似,所以有人
说谷氨酸钠的味道就是盐的味道。不过,池田在他的论文中早就给出了
这个问题的答案。他指出,在浓度低于1∶400的盐水中,食盐的味道会
变得无法察觉,而谷氨酸钠即使被稀释到1∶3 000,我们也仍然能品尝
出它的味道。他进一步分析说,对酱油质量的检测正是基于这一原理,因为酱油既富含鲜味,也含有大量的盐。优质的酱油是在盐分被稀释后
仍然有味道的酱油。从1909年池田的论文发表,到确认他的发现的生物
学证据出现,过去了将近一个世纪。
我们对这个世界的所有体验,包括食物的味道在内,都是从我们感
觉器官中的特化细胞开始,经过一连串的反应,并通过神经通路被传递
到大脑。味觉器官是在舌头表面和上颌处被发现的味蕾。池田发现,他
自己在品尝谷氨酸盐时,大脑会收到“鲜味”信号,但这种体验是很主观
的,其他人在品尝谷氨酸盐的时候,就会认为自己只是得到了“咸味”信
号。即使稀释试验表明,谷氨酸盐能被品尝到的最低浓度比盐要低得
多,也无法让持怀疑态度的人相信这两种味道是完全不同的。
21世纪初,人们发现味蕾中一些细胞外表面的蛋白质会对谷氨酸
盐、鸟苷酸盐或者肌苷酸盐产生特异性反应,但对食盐是不会的,从而
最终确认了鲜味的确是一种独特的味道。那些蛋白质属于一个被称为受
体的分子家族,其作用类似于味觉通路上的小锁。只有形状和化学成分
都符合要求的分子才能打开受体,然后受体再向大脑发出“鲜味”的信
号。当然,我们可能并不会有意识地记住鲜味,而只是想着“嗯,真好
吃”。
事实证明,鲜味受体实际上不止一个,而是一对受体蛋白,这就解
释了为什么在用两把不同的“钥匙”开锁时,受体的反应会比用一把“钥
匙”的时候要强烈得多。第一把“钥匙”就是谷氨酸盐,而第二把“钥
匙”有可能是鸟苷酸盐(主要存在于煮熟的植物性食物和真菌中),也
有可能是肌苷酸盐(来自动物性食物)。当细胞在烹饪、分解或发酵过程中被破坏,这几种物质就会被释放出来。谷氨酸盐与某种核苷酸盐的
组合相比于谷氨酸盐本身而言,是一个更能反映食物营养品质的指标。
鲜味受体中的两种蛋白质由两种基因产生,分别叫作T1R1和
T1R3(注意,基因的名称用的是斜体字,例如T1R1,而由它们编码的
蛋白质名称则用正体字,如T1R1)。在一向以简约著称的进化过程
中,还形成了由T1R1蛋白质和另一种叫作T1R2的蛋白质结合而成的感
知甜味物质(比如糖)的受体分子。这个由三种相似的味觉受体蛋白构
成的家族与两种重要的营养物质的感知有关,所以有可能是从同一个祖
先基因进化而来的,不过截至写这本书的时候,这个假说还未被证实。
人们倾向于认为进化是一个定向过程,就像一辆没有倒挡的汽车似
的,但这与事实不符。自然选择从随机混合的有用和无用的性状中筛选
出的性状,如果不再有优势,也是有可能被淘汰的。在进化过程中,控
制无用性状的基因往往会积累突变,成为幽灵般的“拟基因”,而这些不
过只是曾经有用的基因留下的苍白阴影而已。在猫和某些只吃肉的食肉
动物中,由于它们不需要感知甜味的能力,控制T1R2蛋白质的基因也
就不再起作用。所以,你的猫即使碰到美味的甜的小鼠,也是感觉不到
甜味的。熊虽然是食肉动物,但也吃浆果,所以它们仍然拥有感知甜味
不可缺少的T1R2基因。大熊猫是熊的近亲,不过只吃竹子,所以不难想
象,它们只能品尝到甜味,而品尝不到鲜味,也就是说T1R3基因是不起
作用的。而海狮在进食时从不咀嚼,会把食物整个吞下,因此对于这些
吃鱼的家伙来说,不管是鲜味受体还是甜味受体都是多余的,这样T1R
家族的三个成员就都变成了拟基因,同样的现象也分别发生在从不咀嚼
的海豚和吸血蝙蝠身上。或许在这里我们应该警示生活在基因组时代的
孩子们:“不咀嚼就会失去味觉。”
当我从烹饪跑题到猫、熊和海狮的故事上时,我们的汤已经沸腾
了,所以我们不妨尝一尝吧。这道汤有一种令人满足的浓郁口感,我们
知道那是鲜味,还有加入的少量酒醋带来的味道,但还少了点儿什么。
是什么呢?当然,还需要一点儿盐!和其他4种基本的味道一样,咸味也有相对应的味觉受体细胞。盐或者说氯化钠(NaCl)在溶液中会离解
为带正电的钠离子(Na+)和带负电的氯离子(Cl–)。我们品尝到的,或者可以说需要的是钠离子,而它正是通过受体细胞外膜上的通道进入
了特化的咸味受体细胞。
钠对动物来说是必不可少的,因为它是所有体液的重要组成部分,其浓度处于精细的调控之下。食物中低浓度的盐是很受人喜爱的,即使
在浓度比能品尝出咸味的程度低很多的情况下,盐也可以起到改善风味
的作用,而另一方面,高浓度的盐可能会令人反感,毕竟没人愿意喝海
水。据说有夜总会给洗手间里的自来水加盐,从而迫使口渴的客人购买
昂贵的瓶装水来补充水分。
在对小鼠的研究中,我们发现感知咸味的味觉受体细胞实际上有两
种。一种能感知低浓度的钠(而且只有钠),促使个体产生趋盐行为。
而另一种细胞只能感知到高浓度的氯化钠和其他盐类。对第二种咸味受
体细胞的刺激会导致避盐行为。尽管我们尚不清楚人类是否也有两种咸
味受体细胞,但这似乎很有可能。如果是这样的话,把“恰到好处的
咸”和“难以忍受的咸”看作不同的味道就合乎逻辑了,这样的话,那就
可以说至少有6种基本味道。我怀疑是否只有我一个人喝过咸到令人讨
厌的汤。
甜、咸和鲜都是让人愉快的味道,不过它们有一对“丑陋的姐妹”,那就是苦和酸。苦是一种让我们不自觉地开始皱眉头的味道,你想想那
些有苦味的食物,就会发现它们全都来自植物。尽管十字花科中所有的
蔬菜,比如抱子甘蓝、甘蓝、羽衣甘蓝和青花菜都已经被驯化,刺激性
的味道也进行了改良,但还是有苦味。豆瓣菜和芝麻菜的苦味则没有经
过驯化,而对于芥菜和它的近亲山葵和辣根来说,它们的辣味甚至有可
能在驯化中不断增强,我们似乎很享受这种味道。
芥菜及其近亲的苦味来自一种叫作硫代葡萄糖苷的化合物。它们是
起防御作用的分子,能阻止昆虫的蚕食,但还是有特定种类的毛毛虫能
吃掉它们,如果你自己种菜的话,就会非常清楚我在说什么。事实上,芝麻菜的拉丁学名Eruca在拉丁语中就是毛毛虫的意思。尽管硫代葡萄
糖苷没能让芸薹属植物免受所有毛毛虫的侵害,但却可以保护植物免受
霉菌病等真菌病害。
在自然选择的长期作用下,已经不存在任何动物都无法耐受的毒素
了,不过这通常是以动物食性的高度特化为代价来实现的。葫芦素是一
种让黄瓜、笋瓜以及它们的同类变苦的化学物质。杂食性的二斑叶螨会
被葫芦素毒死,而黄瓜甲虫却对这种物质有耐受性,葫芦素的气味就像
黄瓜大餐前的摇铃声一样吸引着它们。
你也许会认为用苦味蔬菜做出来的汤不好喝,但由于我们对味道的
反应其实很复杂,再加上烹饪的神奇魔力,豆瓣菜在与奶油或土豆一起
熬制的汤中,或者在一种用猪肋排熬出的中式肉汤中的表现都非常突
出。芥菜还能为浓汤提味,比如加了洋葱、熏猪腿、格鲁耶尔干酪、斯
提尔顿奶酪和杏仁的奶油浓汤。芝麻菜除了做汤以外,还可以与切成薄
片的帕尔马干酪搭配成经典的沙拉,吃一口,就能同时感受到苦味、咸
味、脂肪味和鲜味。
另外一大类让植物有苦味的化合物是黄酮类化合物,这种物质在汤
里基本不存在,但它出现在茶里却很受欢迎,而偏苦的茶可以用柠檬或
牛奶来调和。植物用来保护自己的另一种苦味化合物是生物碱,其中包
括一些致命毒药,如士的宁和一些精神药物(吗啡、可卡因和咖啡因
等),不妨想想咖啡会有多苦吧。尽管奎宁这种物质是出了名的苦,但
我们很喜欢印度奎宁水中那种被甜味弱化后残留的一丝苦味。并不是所
有人都喜欢不加糖的巧克力所带来的那种苦味,但其中被称为可可碱的
生物碱却对巧克力的味道和带来的愉悦感至关重要。
苦味的奇怪之处还在于,光是触发这一种味觉的化合物种类就有很
多。有甜味的分子只有几十种,有鲜味的只有几种,但有苦味的竟然多
达几千种。其原因就在于大多数植物都利用某种毒素来保护自己,因此
食草动物在进化中逐渐具备了感知毒素的能力。在我们的味蕾中只有一
种感知苦味的细胞,但在它的表面有多达25种不同类型的受体蛋白质,而且每一种都是由相对应的TAS2R基因产生的。如果用前文提到的钥匙
和锁进行类比的话,这就相当于在触发苦味的细胞上有25把不同的锁,其中任何一把被打开都会使大脑接收到苦味的警示信号。能触发苦味反
应的钥匙(也就是分子)种类越多,这个警报系统就越有效,我们受保
护的程度也就越高。有些受体经过细致的调节,只能感知到一种苦味化
合物,不过似乎大多数受体可感知的范围都比较广,能对许多分子做出
反应,而且能感知到的苦味化合物可能有所重叠。例如,有三种不同的
受体都能感知到啤酒中啤酒花的苦味。
使我们能对如此多的苦味做出反应的基因,在小鼠和其他哺乳动物
的身上也是存在的。人类的祖先和小鼠的祖先在9 300万年前就分道扬
镳了,这说明我们共有的味觉基因在进化史上已经存在了很长时间。素
食的动物比不吃蔬菜的动物有更多的苦味化合物受体基因。比如猫只有
6种,而小鼠有35种。我们人类共有25种苦味受体基因,这表明我们的
祖先以各种各样的植物为食,就像我们现在的类人猿近亲那样。我们在
人类的基因组中,发现了11个曾经编码苦味受体的拟基因,而这些基因
失效的时间比9 300万年前要早得多。
通过一个巧妙的实验,我们就能知道尽管锁(也就是受体蛋白质)
能感知到食物中的苦味或甜味分子,但我们觉得这些东西难吃或者好吃
其实取决于味觉细胞与大脑的连接方式。研究人员利用基因工程技术,把甜味受体细胞上正常的受体蛋白质换成了苦味受体蛋白质。以这种方
式被改造过的小鼠对苦味物质的反应就好像在吃甜食一样,不会像往常
一样避开,而是吃得干干净净。正是这种各式各样的锁(受体)对应一
扇门(味觉细胞)的机制,使得进化过程只需要对受体进行细微的改
变,就能使其可感知的苦味分子的种类增多。
酸味既没有苦味那么复杂,也不像苦味那样令人讨厌,所以在烹饪
中的作用更加重要。酸味来源于一些弱酸,比如柠檬和未成熟果实中的
柠檬酸,或者醋里的醋酸。未成熟果实的酸味对植物能起到非常明显的
作用,能够在果实里的种子准备好被播撒到全世界之前,防止动物把它们吃掉。醋也是一种生物用来威慑敌人的物质,但来源不同。
当果实从树枝上落下,或者乳汁从乳房中流出后,所有没被吃完或
者喝完的部分都会开始发酵,因为这些东西对于酵母和细菌来说就是一
顿大餐。发酵是在没有空气的情况下,微生物分解糖类并产生诸如酒精
(就酵母而言)或乳酸(就乳酸菌而言)之类的废物的过程。酒精和乳
酸不仅是微生物产生的废物,也是抑制其他酵母和细菌生长的武器,防
止它们争夺养料。我们通过腌制的方式来保存食物是同样的道理。如果
你在家酿过啤酒或葡萄酒,就会知道气闸是发酵能否成功的关键。如果
在酒精发酵的过程中有空气进入,那么整个环境就会变得更适合产乙酸
细菌繁殖,这样酒精就会变成乙酸(也就是醋)。
尽管酸味分子形状和大小各异,但它们有一个共同的特性,就是在
溶解状态下会使化学环境中的氢离子(H+)增多。氢离子并不像甜味、鲜味或苦味分子那样需要复杂的“锁钥”机制来触发味觉,它只需从细胞
膜上的通道进入就能刺激到对应的味觉感知细胞。
高浓度的酸会损伤细胞,人们不喜欢太酸的东西可能也是出于这个
原因,不过适度的酸味,特别是在与另一种味道(比如咸味或甜味)混
合时,会带来一种令人愉快的味道,例如,西班牙安达卢西亚的一种用
酒醋做的西班牙凉菜汤,还有我最喜欢的一种中国四川的酸辣汤,后者
添加了用发酵后的大米制成的醋。如果没有柠檬酸的酸味,果汁就会甜
得发腻,缺少那种使人感到清爽的味道。
奇怪的是,5~9岁的孩子对酸味的反应与婴儿和成人都不同。查尔
斯·达尔文从自己孩子的身上看出了这一点,他注意到孩子们喜欢食用
大黄和类似醋栗的水果,但这些东西对成人来说都太酸了。糖果生产企
业也利用这一现象,针对这一年龄段开发出了酸度很高的产品。对于孩
子的这种偏好,有人解释说是因为这样能鼓励孩子们吃含有维生素C的
水果,但这个猜测并没有解释为什么这种偏好在童年晚期会消失。还有
一种猜想是,对酸味食物的偏爱本身并没有什么益处,而只是一个体现
这个年龄段的孩子在饮食习惯成形的时期,愿意尝试新食物的例子。这种假说也得到了一项研究结果的支持,人们发现,特别喜欢酸味的孩子
通常不怎么挑食,也更愿意尝试新的食物。不过,很难说这能否算作一
种进化上的优势。
不管是喜欢享用咸鳀鱼,或是偏爱粉红色,还是对自由爵士乐感兴
趣,当我们说某件事儿是“品味问题”时,表达的其实是人们的喜好各不
相同的意思。但事实证明,当这种说法被应用于味觉本身时,就不仅仅
是一种比喻了,因为味觉能力往往受到人与人之间基因差异的影响。尽
管在两种鲜味受体基因中,人与人之间的差异很小,但T1R2基因的序列
在某种程度上还是不一样的,这可能是为了感知不同种群中不同的甜味
物质而做的改变。然而,所有T1R基因的变体加起来,也没有决定个体
对苦味物质感知能力的基因变体多。
最广为人知的例子就是对一种叫作苯硫脲(PTC)的化学物质的味
觉敏感度。对有些人来说,这种物质是极其苦的,而对有些人来说,它
几乎是无味的。1931年,人们无意中发现了这种差异,然后很快意识
到,能否品尝出PTC的味道取决于从父母那里遗传来的基因。在最近的
研究中,我们已经确认这种差异的遗传基础是一种TAS2R基因,即TAS2R38,它有两种不同的类型,或者说有一对“等位基因”。
一个很有意思的进化问题就是,为什么会存在不同的TAS2R38基因
呢?有两点关于PTC尝味的多种反应(多态性)的重要事实能说明这背
后是有某种原因的。第一点就是,全世界有45%的人是“味盲者”(无法
品尝PTC的味道),无论高比例“尝味者”(能够品尝出PTC的人群)是
否比“味盲者”更有优势,45%都是一个令人难以置信的高比例。那么有
没有可能是某种因素在维持着这种平衡呢?1939年,现代进化生物学的
三位开创者罗纳德·费舍尔(Ronald Fisher)、E.B.福特(E.B.Ford)和
朱利安·赫胥黎(Julian Huxley)在参加爱丁堡国际遗传学大会时有了一
项不寻常的发现,从而证实了这一观点。
在参会期间,费舍尔、福特和赫胥黎提出想去爱丁堡动物园,看看
那里的黑猩猩在品尝PTC时的反应是否具有多态性。令人吃惊的是,他们发现答案是肯定的。有两种假说可以来解释。一种是,如果黑猩猩和
人类的共同祖先已经有了不止一种TAS2R38基因,且这两个物种都从祖
先种群那里继承了这种多态性,那就意味着这种现象已经存在了600多
万年。另一种是,多态性可能是在两个物种中分别出现的,那就意味着
发生了趋同进化,或许在这两个物种中有相似的选择压力在发挥作用。
截至写这本书时,人们还是无法确定究竟哪种说法是正确的,但无论如
何,都很难避免得出这样一个结论——出于某种原因,自然选择确实左
右了这一特殊基因的变异。这个原因可能是什么呢?
从两种等位基因不同的遗传密码中,我们可以找到一些线索。我们
在其他物种的味觉基因中已经看到,突变可以改变遗传密码,也可以使
无法继续让个体获得优势的基因失活。因此,猫失去了感知甜味的能
力,吸血蝙蝠失去了鲜味味觉,而相对应的基因也只剩下曾经发挥过作
用的“幽灵”基因。不过,“味盲者”的TAS2R38等位基因并没有出现这种
情况。突变并没有导致基因失活,突变后的基因仍然在起作用,只是表
达的结果和“尝味者”的不一样而已。尽管这个基因看起来仍然对应一种
苦味受体,但这把在进化中被改变的锁已经无法再被PTC打开了。
人体中有25种苦味基因TAS2R,在大多数情况下,我们仍然不清楚
在众多的苦味化合物中,哪些与它们对应的受体相匹配,所以也难怪我
们对TAS2R38基因并不完全了解。所有这25种TAS2R基因都是多态的,存在等位基因,但没有一种像TAS2R38基因这样在全世界表现出如此均
衡的多态性。许多吃起来有苦味的植物成分都有药用价值,例如奎宁能
够抗疟疾。有证据表明,在黄瓜及其近亲(如西葫芦)中发现的苦味物
质有抗癌作用,这些物质在植物驯化过程中已经基本上被去除了,但当
植物受到干旱胁迫时,这些物质仍会出现在某些品种的果实中。因
此“味盲者”的TAS2R38等位基因有可能通过让携带者食用更多的绿色植
物而起到了一些重要的保护作用。不过,我们并不知道是哪些绿色植
物,也不清楚“尝味者”等位基因会发挥怎样的平衡优势。
我承认在这一章里,我提到的“汤”里固体悬浮物比液体更多,不过味道正是通过一种物质悬浮在另一种物质中产生的。味觉和所有的生物
过程一样,依赖于液体介质,严格说来从来就没有“固态生物学”这回
事。在进化过程中,人类很早就拥有了味觉受体,它能告诉我们什么好
吃,什么不好吃,并让我们做出相应的反应。比较我们的鲜味、甜味和
苦味的味觉受体与其他动物的受体就会发现,我们和它们一样,这些受
体都是为了适应自己特定的饮食习惯。脂肪味可能也是一种基本的味
道,而且确实很有吸引力。所以,当我们把必需营养素放进嘴里时,味
觉受体就会向大脑发出信号,比如蛋白质对应鲜味,碳水化合物对应甜
味,而脂质对应脂肪味。当然,味觉受体只是进化赋予我们的感觉器官
的一部分。你的嗅觉会告诉你下一道菜是什么。副菜
鱼——气味鱼的气味可以很淡,也可以是一次对感官的猛烈冲击。鱼的气味的
好坏几乎完全取决于它的新鲜程度。最新鲜的鱼闻起来几乎没什么气
味,只有一种青草的芳香,这是由于鱼自身细胞释放的酶分解多不饱和
脂肪酸而产生的。即使在可以成功储存肉类的低温(不冷冻)条件下,鱼肉仍会分解。这是因为深海鱼通常生活在低温环境中,所以它们的酶
也适应了在这种环境下发挥作用。而酶起作用的时间稍微长一点儿,就
会释放出氨基酸和核酸,比如我们熟悉的能产生鲜味的谷氨酰胺和肌
苷。日本有一种技术是将新鲜的白肉鱼鱼片用海藻裹起来,然后放在冰
箱里。几天之后,鱼肉会吸收海藻中的谷氨酸盐,再加上鱼自身释放出
的肌苷,鲜味会进一步加强,然后就可以当作生鱼片来享用了。
除非利用冷冻来抑制分解,否则细菌会很快加入这场盛宴之中,在
细菌的作用下,会产生越来越多有臭味的分子,使得鱼肉的气味从新鲜
变得平淡,接着有些甜味,然后变得不新鲜,最后变成腐臭味。本杰明
·富兰克林(Benjamin Franklin)曾经说过:“鱼放三天发臭,客住三天
讨嫌。”鱼腥味是一种叫作三甲胺(TMA)的化合物产生的,三甲胺是
无味的氧化三甲胺(TMAO)的分解产物。接着,TMA分解,释放出氨
气,而氨气也是鱼腥味中另一种有刺激性气味的成分。氧化三甲胺对于
鱼的作用和谷氨酸钠对于海藻的作用是一样的,它帮助细胞与含盐的海
水达到渗透平衡,不然海水会把鱼的细胞中的水分吸走。
五种基本的味道(甜、苦、酸、咸和鲜)几乎不足以完全描述鱼肉
在每个阶段变化无常的气味。这是因为气味是一种多感官的体验,需要
将五种基本的味道与嗅觉、触觉(即口感)、视觉、听觉和记忆结合在
一起,从而使我们的体验有了无限的可能。甚至连口腔中的疼痛感受器
也在感知气味的过程中发挥着作用,正是通过它们,我们才能感觉到辣
椒强烈的刺激性。
18世纪的法国化学家波利卡普·蓬斯莱(Polycarpe Poncelet)神父是
最早认识到味觉和嗅觉之间有互补性的科学家之一。他把不同味道的相
辅相成比作音乐中的和声,并在五线谱上表示出来。嗅觉对于气味的感知是必不可少的,当鼻子由于感冒而堵塞或者被捏住,这种感觉就失灵
了,我们也就进入了一个几乎没有气味的世界,与拥有丰富多样气味的
日常世界相比,这样的世界简直太平淡乏味了。不过,在人类的各种感
觉中,嗅觉是最不受重视的,从2 000多年前开始,它就被许多人低估
和中伤,当时亚里士多德写了这样一句话:“我们的嗅觉比不上其他所
有生物,也比不上我们拥有的其他所有感觉。”
当然,猎犬能追踪到驯犬员完全无法察觉到的气味,但我们的嗅觉
真的比不上其他所有生物吗?就算亚里士多德在试图表明观点的过程中
有一些夸张的成分,他的说法和真实情况真的差不多吗?如果对气味感
知至关重要的嗅觉创造出了如此多样的感官体验,那我们的嗅觉真的有
可能这么弱吗?人类、狗和小鼠在约9 500万年前有共同的哺乳动物祖
先,狗和小鼠从它们那里继承到了卓越的嗅觉,而在进化过程中,我们
的这种与生俱来的权利是否被剥夺了呢?而基因与这一切又有什么关系
呢?
我们的嗅觉和味觉一样,也是一种化学检测系统,其工作原理与感
知苦味、甜味和鲜味分子的方式相似。嗅觉和我们的其他感觉一样,也
是在大脑中被感知到的,鼻子内部有上百万个嗅觉受体细胞,通过神经
与大脑相连。和舌头上感知苦味的受体一样,鼻子里的每个嗅觉受体细
胞外表面都携带着被称为嗅觉受体(OR)的蛋白质,能够触发这些受
体的分子种类很有限。不同的受体蛋白是由不同的基因产生的。除此之
外,味觉和嗅觉在产生的原理上还有一些关键性的差异。
我们有大约25种不同的感知苦味物质的受体和相应的基因,但我们
拥有的嗅觉受体数量是这个数字的10倍还要多。我们有大约400个不同
的基因,每个基因都会产生一种不同的OR蛋白质。然而,苦味受体和
嗅觉受体之间还有一个更重要的区别。就苦味受体而言,尽管有25个不
同的种类,但我们感知到的各种触发受体的化学物质都是一样的味道,那就是苦味,因为所有的苦味受体细胞都经由一条通路与大脑相连接,因此大脑只能接收到“啊,好苦”的信息。但嗅觉受体细胞的连接方式却不是这样。事实上,在这400种受体细胞中,每一种都有自己通往大脑
的专用通路。这二者之间的差别,就好比一边有25条电话线,都连接着
消防部门,所以后者接收到的信息总是“救命!着火了!”而另一边是接
到400个朋友打来的电话,而每通电话所传递的信息都相互独立,各不
相同。从进化的角度来看,对于警报系统来说,单线连接的方式是比较
合理的,但气味则更加微妙和多样,它要传递有关食物和性的信息,则
需要有一个信息量更大的感知系统。
那么,亚里士多德提出的“人的嗅觉系统是所有感觉中最不发达
的,并且在同类生物中是最迟钝的”这一观点是完全错误的吗?这个问
题的答案很有意思,也并不像看上去那么简单。当我们对比人类和其他
哺乳动物的OR基因数量时,会发现亚里士多德似乎是正确的。例如,非洲象体内起作用的OR基因达到惊人的2 000种,所以它们肯定是地球
上嗅觉最强的动物。不妨告诉那些以自己高超的品酒能力为傲的朋友,他们的嗅觉像大象一样灵敏,然后看看他们有何反应。这应该被视作一
种称赞。
考虑到在整个人类基因组和其他哺乳动物的基因组中只有大约25
000个基因的事实,拥有2 000种OR基因,或者哪怕像大鼠和小鼠那样只
有这个数量的12,就足以说明嗅觉在进化过程中是相当重要的,即使
对于只有400个OR基因的人类来说也是如此。但与其他哺乳动物相比,我们的OR基因为什么这么少呢?这到底是因为在进化过程中,天生更
有优势的物种比我们获得了更多的OR基因,还是我们人类的祖先在与
其他哺乳动物的祖先分道扬镳之后丢失了起作用的OR基因呢?答案就
是上述两个方向的进化都产生了很大的影响。在我们的OR基因越来越
少的同时,大象的OR基因越来越多。
OR基因相对较少的不仅仅是人类,还有其他的灵长类动物。黑猩
猩拥有的数量和我们差不多,而猩猩只有不到300个。如果你那个以自
己的嗅觉能力为傲的朋友不喜欢别人说他的嗅觉像大象一样灵敏,当他
知道自己的嗅觉至少比猩猩要好时,或许会得到一些安慰。可以肯定的是,灵长类动物较少的OR基因数量反映出我们在进化过程中遭受了巨
大的损失,因为灵长类动物基因组中的拟基因和功能完好的基因同样
多。换句话说,我们远古的祖先比我们拥有更多的OR基因。
拟基因是曾经的功能性基因留下的遗骸,就像在公路上排成一列的
报废汽车一样,彻底过时,又无处可去。奇怪的是随着时间的推移,灵
长类动物在OR基因越来越少的情况下似乎一直适应得不错,而以非洲
象为代表的几种哺乳动物的同一类基因却在自然选择的作用下越来越
多。我们不清楚人类丢失的OR基因在仍然拥有它们的动物身上会起到
什么作用,但可以肯定的是,它们一定能让动物闻到人类闻不到的气
味。比如,小鼠能闻到二氧化碳气体。因此对小鼠来说,苏打水肯定有
一种我们无法察觉的气味。物种之间会有这种差异的原因还是一个科学
谜团,不过这可能与不同物种吃的东西不同有关。我们可以大胆地猜测
一下在灵长类动物的进化过程中可能发生的事情。
对于正常的功能性基因,只要它们能直接或间接地帮助携带者留下
后代,自然选择就会清除掉那些会将这些基因变成拟基因的突变。这意
味着如果我们知道OR基因是如何工作的,也许就能找到与它们如何失
效的问题有关的线索。或者换句话说,我们真正需要的OR基因有多少
呢?这才是美食爱好者真正感兴趣的问题。在鼻腔中,只有一小块黏膜
上有OR细胞,这些细胞接触到的气味有可能是通过鼻孔进入,也可能
是从口腔内部经由连接鼻道与喉咙后部的通道进来的。第一种方式是你
在吸气或闻什么东西时会用到的,叫作鼻前通路。而第二种被称为鼻后
通路,是在呼气时用到的。当你在咀嚼食物的时候,食物释放出的所有
挥发性化合物都是经过鼻后通路到达鼻腔内的OR细胞,从而让食物的
风味因为有嗅觉的参与而更加饱满。
鼻前嗅觉和鼻后嗅觉的功能是不同的。鼻前嗅觉是对外部世界的体
验,告诉你外面有什么气味。而鼻后嗅觉感知的是口腔内的小环境以及
你正在吃或者喝的东西。尽管鼻后嗅觉是在鼻腔中产生的,但我们会误
以为那是嘴巴里的一种味道。这就是导致我们低估自己嗅觉能力的主要原因——我们下意识地把鼻后嗅觉的产生归因于食物的口感和味道。
有人提出,当我们的祖先学会用两条腿走路,并能够依靠视觉而不
是嗅觉来预知危险时,灵长类动物的OR基因就开始减少了。这就降低
了鼻前嗅觉的重要性,使得鼻后嗅觉变得要更重要一些。接下来的问题
是,400个OR基因是否足以让我们有能力根据气味来区分营养食物和有
害食物呢?
我们可以确信,这个问题的答案是肯定的,因为大脑对从400种嗅
觉受体细胞输入的信息进行了一些非常复杂的处理。大脑在面对400条
信息通路时,能做的最简单的事情是区分出400种气味,事实上大脑要
聪明得多。实际的情况是,许多分子会触发不止一种OR细胞,而大多
数OR细胞也对不止一种分子有反应。结果就是,在400条通路中,大脑
从来不会一次只接收到从其中一条传来的信息,而总是同时接收到从几
条通路传来的一组信息,而特定的组合会告诉大脑,鼻子里有哪些分
子。
对于同一种分子,有些OR细胞只会在其低浓度的状态下做出反
应,而有些则会在高浓度时做出反应。因此,根据分子数量的不同,可
能被激发的OR细胞组合和引起的反应都是完全不同的。例如,在茉莉
花和香橙花的精油以及哺乳动物的粪便中都发现了3–甲基吲哚分子。由
花朵产生的低浓度的3–甲基吲哚气味甜美芬芳,而粪便散发出的高浓度
的3–甲基吲哚则恶臭难当。
哪怕在可供组合的感觉输入只有少数几种的情况下,大脑也能有不
错的表现,我们对颜色的感知就是一个极好的例子。在眼睛的视网膜
上,能感知颜色的视觉细胞只有三种,一种只对红光有感,一种只对蓝
光有感,而最后一种只对绿光有感。通过组合从这三种细胞输入的信
息,大脑就能看到上百万种颜色,其中包括一些纯粹是人们想象出来
的、在光谱中根本不存在的颜色,比如品红色。
所以,亚里士多德对于我们嗅觉的判断既对,也不对。他所说的正
确的是,我们不像其他大多数哺乳动物那样有能力嗅出环境中的危险或者机遇,但其他的部分都是错误的。多亏了我们的大脑,我们才能将从
有限的400种受体细胞获得的嗅觉组合信号转化成超过一万亿种不同的
气味。所以说,我们的嗅觉要比视觉灵敏得多。
把OR细胞发送到大脑的众多信号,和从5种(或6种)基本味觉的
受体传来的信号,以及食物中各式各样其他的感觉输入(比如咬苹果或
者脆玉米片时的触感和声音)以所有可能的方式组合在一起,会产生无
限多种风味。嗅觉绝不像亚里士多德所断言的那样是所有感觉中最弱
的,事实上它是其中最强的。讽刺的是,我们和亚里士多德一样,仍然
没有意识到自己超常的嗅觉能力,因为这种能力主要通过鼻后通路来实
现,而我们在错觉的影响下,误以为那些气味完全来自口腔。
进化似乎很喜欢和OR基因开玩笑。这些基因和与之相伴的气味不
仅在不同物种之间有种类和数量上的差异,而且在物种内部的个体之间
也存在很大的差异。于2000年完成的人类基因组测序是一座科学史上的
里程碑,加深了我们对自身物种的了解。两个相互竞争的科学团队争分
夺秒地完成了基因组的第一份草图,一个是由政府资助的团队,而另一
个是以克雷格·文特尔(Craig Venter)为首的由风险投资公司资助的团
队。几年后,文特尔透露自己的团队测定的并不是人类的基因组,而是
一个人的,也就是他自己的基因组。我们在谈到人类基因组时,给人感
觉好像只有一种似的,但其实我们每个人都有自己的副本,而且每个副
本都略有不同,尤其是OR基因的部分。
在对1 000个人的基因组中约400个OR基因进行比较后,我们发现在
这个样本中,平均每个基因都有10种不同的变体(即等位基因)。每个
人体内的每个基因都有两个拷贝,一个遗传自妈妈,另一个遗传自爸
爸,而事实证明,在一个人的OR基因中,平均有一半都有两种不同的
等位基因。这意味着,尽管我们每人只有400个OR基因,但所有不同拷
贝加起来的数量要比这个数字多一半,也就是说有600个等位基因。在
每个OR细胞中,都有一个等位基因被用于合成其独特的嗅觉受体蛋白
质,而且所有的等位基因都参与了这个过程,因此这600种蛋白质都在你的鼻子里发挥着作用。
对于不同气味的偏爱是因人而异的,很大程度上受到个人经验和饮
食文化的影响,但实际上人与人之间在OR基因上的差异也会产生影
响。烹饪用的香菜(或称芫荽)在中东、亚洲和其他一些地区的菜系中
被广泛使用,但有些人却觉得它吃起来有股令人讨厌的肥皂味。约翰·
杰勒德(John Gerard,约1545—1612)很早就写过一本非常受欢迎的草
本植物志,他说香菜是一种“很臭的草”,而且叶子“有毒”。研究人员在
调查了近1.2万人对香菜的好恶之后,发现对这种植物的厌恶与特定OR
基因的变异有关,尽管这种相关性并不是很强。
鱼在还没有变得特别臭的时候,气味主要受到其他特性的影响,尤
其是肉(几乎都是肌肉)的质地和油脂含量。不同鱼类的肉质和油脂含
量是不同的,这取决于它们的肌肉在进化过程中需要适应的不同生活方
式,而所有鱼类的生活方式都是受它们的生存介质,也就是水的特性支
配,这一点并不令人意外。
如果你仔细观察一条正在游动的鱼,特别是从上方看,就会发现它
是通过波浪形地摆动身体而在水中前进的。这个动作是依靠身体两侧的
肌肉交替收缩,再加上流线型的身体,鱼就能在水中以缓慢而稳定的速
度前进,而且需要的能量很少。这种不太耗费能量的游动方式需要靠含
有肌红蛋白的肌肉来实现。肌红蛋白类似于红细胞中的血红蛋白,能储
存不间断游动所需要的氧气,而它所使用的养料则以油脂的形式被储存
起来。我们熟悉的鲱鱼、鲭鱼和沙丁鱼都是肉色较深的油性鱼类。肥美
的鲱鱼肉可能含有高达20%的脂肪。
尽管以平稳的速度在水中游动几乎是不费力气的,但如果突然加速
就会受到很强的介质阻力。你可以在浴缸或游泳池里亲自试验一下。在
水中缓慢地移动手掌是很容易的,但如果要突然快速地推动手掌就很困
难,突然的移动使水在你的手掌前形成了一道墙,阻挡你的手前进。对
鱼来说,在面对捕食者的时候,能否瞬间加速可能就是一个生死攸关的
问题。而对捕食者来说,这能决定是饱餐一顿还是忍饥挨饿。因此,为了在瞬间加速时有足够的爆发力,鱼需要大量可以即刻释放的肌肉力
量。在像鳕鱼和其他白肉鱼这种大型掠食性鱼类中,我们发现了很多能
提供这种力量的白肌。鳕鱼肌肉中的油脂含量只有0.5%,而且不含肌红
蛋白。金枪鱼是一种迁徙数千英里的大型捕食者,它的肌肉呈粉红色,性质介于白肌和红肌之间。
鱼的肌肉结构对其适合的烹饪方式和鱼肉的口感至关重要。陆地动
物的肌肉和鱼类的肌肉所发挥的作用是不同的。陆地动物必须利用它们
的肌肉来支撑身体,抵抗重力,因此它们的身体往往由紧密结合在一起
的几个部分组成,这些部分牵引着像杠杆一样的骨头。硬骨鱼利用一个
充气的鱼鳔在海水中获得中性浮力,因此它们的肌肉只有一个功能,那
就是产生推进力。被烹煮得很嫩的鱼肉入口即化,鱼肉释放出微妙风
味,同时会呈片状散开,这正是因为鱼的肌肉是沿着身体的轮廓层层重
叠的,这样肌肉就可以在鱼游动时帮助身体完成所需要的波浪形运动。
随着腐烂过程的继续,尽管鱼会变得越来越臭,但也未必不能吃。
在挪威有一种腌鳟鱼(rakfisk),就是将腌制后的鱼埋藏几个月,并使
其发酵。有人说挪威腌鳟鱼闻起来就像是在一堆穿过的球衣里放了一个
星期的臭奶酪。而用发酵后的鱼制成的酱汁是越南和泰国菜系中必不可
少的原料。在古罗马时期,人们在烹饪中也经常使用一种叫作鱼酱
(garum)的调味料。从古罗马时期流传至今的最古老的烹饪书,是由
生活在公元1世纪的一位名叫马库斯·加维乌斯·阿比修斯(Marcus
Gavius Apicius)的美食家写的(不过这种说法还有待考证),其中包含
了465种食谱,超过34的菜都要用到鱼酱。
根据文献和考古证据,2 000年前罗马人制作和使用鱼酱的方法已
经被复原了。品质最上乘的鱼酱是用新鲜鲭鱼的血液和鱼肠这些最没价
值的原料制成的。将鱼的原材料和盐按4∶1的比例混合,放在石缸中,在顶部压几块石头,这样可以使原料始终浸泡在迅速渗出的液体中。由
于空气被排出,再加上盐的作用,细菌和真菌的生长被抑制,因此在这
种条件下发酵是由鱼的细胞释放出的酶引起的。食物通常是在内脏中被分解,所以利用内脏来发酵可能是因为其中含有充足的消化酶。在阳光
下经过数月的发酵后,就可将咸味液体从缸中捞出并装瓶,方便在烹饪
时使用。鱼酱和现代的鱼露一样,含有非常丰富的鲜味成分,也就是肌
苷酸盐和谷氨酸盐。
由于制作鱼酱的地方总是散发出腐臭味,所以罗马作家似乎对鱼酱
有一种爱恨交加的感情。罗马的一些城镇甚至禁止生产鱼酱,只有少数
几个沿海的地区在集中生产,比如在现今西班牙的阿尔穆涅卡尔,还能
看到罗马时代制作鱼酱时用过的石缸。有人说,鱼酱加工是古代世界唯
一的大型制造业。遍布罗马帝国各地的沉船中都发现了用于运输鱼酱的
双耳陶罐,而鱼酱甚至被远销到不列颠岛北部哈德良长城的最外围。和
现在一些最受欢迎的烹饪酱料一样,鱼酱也给生产它的人带来了财富,比如有一位名叫奥卢斯·乌姆布里库斯·斯考卢斯(Aulus Umbricius
Scaurus)的鱼酱大亨,他来自意大利命运多舛的古城庞贝,后来有人在
1 000千米外的法国南部发现了刻有他商标的赤陶酱油瓶。
在新鲜状态下,最美味的海产并不是带鳍的鱼类,而是贝类,其中
包括贻贝和蛤蜊这样的软体动物,及螃蟹和对虾这样的甲壳纲动物。它
们之所以如此美味,其中一个原因就是贝类不像带鳍的鱼那样,用无味
的TMAO来防止海水使细胞皱缩,而是利用像甘氨酸这样的游离氨基
酸。这些氨基酸在贝类体内的生理作用与TMAO在带鳍的鱼体内所起的
作用是一样的,但它们能刺激到我们的鲜味受体,因此吃起来非常鲜
美。
味觉受体和汤展示了进化和烹饪是如何让基本的生活需要得到满足
的,而嗅觉受体和鱼类则展示了进化与烹饪的关系也可以很微妙。深吸
一口气,你闻到了什么?是烤肉吗?主菜
肉类——食肉性食用肉类的行为塑造了我们的进化过程。在第2章的家族聚会活动
中,我们知道了人类祖先是如何开始吃肉并成为杂食动物的。330万年
前,在我们的祖先露西生活过的埃塞俄比亚地区,有人用石器把骨头上
的肉撕下来。而这些人可能和露西一样,也是南方古猿阿法种,也就是
被认为是人属直系祖先的古人类。显然,露西和我们一样是既吃植物又
吃肉的杂食动物。
肉类和鱼类是我们能获得的蛋白质含量最丰富的食物,能够提供人
体需要但机体组织无法自行合成的所有必需氨基酸。肉类还能提供均衡
饮食所需的其他基本成分,而这些成分如果光靠从植物中摄取是难以满
足需要的。其中包括铁、锌、维生素B12和多不饱和脂肪酸等对大脑和
其他组织的发育必不可少的物质。当然,依靠精心搭配的素食,人也有
可能健康地生活,但是完全不含动物制品的纯素食对人体营养的挑战证
明,我们已经适应了杂食性。
所有为了获取肉而养殖的动物,包括那些现在被养在板条箱、层架
式饲养笼和围栏里的工业化生物的祖先,在驯化之前都是在野外被猎杀
的对象。是时候听听它们的进化故事,从而了解我们是如何对它们产生
了深远的影响。石器并不是见证如何从狩猎向畜牧过渡的唯一证据。还
有一个隐藏于内部的线索,就是绦虫。
成年绦虫生活在动物的内脏里,而且生活得相当安逸,食物已经被
送到眼前,它们要做的就只有一天到晚地闲逛和产卵。不过,这些卵面
临着所有寄生虫都会遇到的问题——找到并感染新的宿主。为了完成这
个任务,绦虫会从宿主的食物链下手,感染宿主会食用的动物。人的肠
道会被三种绦虫感染,一种来自牛(牛带绦虫,Taenia saginata),两
种来自猪(亚洲带绦虫,T.asiatica和猪带绦虫,T.solium)。绦虫在幼
虫阶段会钻进牛和猪的肌肉中,当我们吃下这样的肉时就会被感染。只
有肉食者才有可能感染绦虫。只有当绦虫幼虫被肉食者吃下去之后,这
种寄生虫的生命周期才算完成。
由于牛和猪都是家养动物,所以过去我们认为自己一定是从1 ......
[英]乔纳森·西尔弗顿 著
任烨 译
中信出版集团目录
晚宴邀请函
嘉宾 烹饪动物
头盘 贝类——海滨生活
主食 面包——植物驯化
汤品 汤——味道
副菜 鱼——气味
主菜 肉类——食肉性
配菜1 蔬菜——多样化
配菜2 香草和香料——辛辣
甜品1 甜点——放纵
甜品2 奶酪——乳制品
饮品 酒——陶醉
餐后话题1 宴会——社交
餐后话题2 未来的食物
致谢
补充阅读献给我的兄弟,阿德里安晚宴邀请函有关食物的书实在太多了。在这种情况下,仍然要选择阅读一本与
食物有关的书似乎是一种背道而驰、不合时宜的做法。但你有没有想
过,有关这个话题还有哪些内容没有被提到呢?我确实想过这个问题,那是一个下午,我在加州大学戴维斯分校藏书丰富的图书馆里,为了不
吵醒在窗边打盹儿的疲惫的学生们,我蹑手蹑脚地浏览着食物类图书的
分区。那里从朝鲜蓟到仙粉黛葡萄酒,全都是研究和介绍饮食各个方面
的书,光是浏览书架上那些书的标题就能学到很多知识。《熏制食品零
基础指南》(The Complete Idiot’s Guide to Smoking Foods)大概已经阻
止了很多愚蠢的读者把烤肉误会成烟斗丝。[1]
谁会想到大部头的《食品中的气泡》(Bubbles in Food)之后还会
有一本篇幅更长的续篇《食品中的气泡2》(Bubbles in Food 2)呢?书
架上的那些有关肉类和馅饼的书中,有一本名叫《以牛肚为食》(A
Diet of Tripe)的书,谁会想到这本书里并没有讲如何以煮熟的牛胃内壁
为食,而是通篇在抨击食物盲从现象,尤其是素食主义。还有一本名为
《别再吃牛肉了!》(No More Bull!)的书,作者以前是一位牛仔,内
容是宣扬严格的素食主义,如果这两本书的作者见过面的话,那我认为
《手持馅饼》(Handheld Pies)的作者应该也在一旁推波助澜。还有一
本还算比较严肃的书,是牛津大学举办的食物与烹饪专题研讨会的会议
记录,这次研讨会在古犹太香肠、特兰西瓦尼亚炭烤面包、平板烤鲥鱼
以及不明发酵物这些方面取得了丰硕的知识成果。那些对工业设备感兴
趣的厨师还能在这里找到《超高压双螺杆挤出机食品加工》(Food
Processing by Ultra High Pressure Twin-Screw Extrusion)。
因此,在与食物有关的书确实非常多的情况下,不妨假装你现在拿
着的并不是书,而是一封晚宴邀请函。要是你和我一样,那么有再多的
邀请函也不嫌多。不过这次的晚宴有些特别,这将会是一场思想盛宴。
当然,所有的饭菜都在大脑中,吃所触发的感觉正是在这里被处理和感
知的,不过我想请你换一种方式来思考我们吃的东西。
比如,鸡蛋、牛奶和面粉有什么共同点呢?如果你喜欢下厨,就会马上意识到这些都是做薄煎饼的主要食材,不过还有一个更有趣的答
案。鸡蛋、牛奶和种子(制作面粉的原料)都是在进化过程中为了滋养
后代而产生的。深入思考一下这个简单的事实,就会发现背后其实大有
文章。这本书正是着眼于这一点,除了薄煎饼的原料以外,还会为你奉
上一顿包含14章内容的“大餐”。
我们吃的所有东西都有自己的进化史。每一个超市的货架上都塞满
了进化的产物。尽管家禽肉上的标签不会让我们想到它在侏罗纪时代祖
先的“保质期”,过道上的价格标签也不会暴露前哥伦布时期的美国人对
玉米进行6 000年人工选择的事实。所有的购物清单、食谱、菜单和原
料都包含着无声的邀请——和进化论之父查尔斯·达尔文一起用餐。
在1859年达尔文的《物种起源》(On the Origin of Species)出版之
前,自然界中那些显而易见的精巧设计(比如宝宝吃的母乳所具有的完
美营养品质)都被认为是证明有设计者存在的确凿证据,而且这位设计
者只能是上帝。不过,达尔文给出了另一个答案:自然选择。自然界中
的万物各不相同,其中一部分通常是经遗传获得的。例如,成人对牛奶
中乳糖的耐受性各不相同,而这种耐受性在很大程度上是由基因决定
的。自然选择是对遗传变异的筛选过程,也就是通过一点点、一代代的
积累,以牺牲那些适应性稍差的基因变异为代价,使更能适应当地环境
的基因变异保留下来,从而改善生物体的机能。这个渐进演化的过程是
盲目的,没有任何意图、计划或者目标。
在这些自然选择推动的进化所产生的精巧设计的背后,没有任何设
计者。尽管这听起来可能很矛盾,但这个过程不仅造就了我们的食物,也造就了人类。我们与食物的关系就展现出我们自己和我们吃的东西的
进化过程。了解这些关系可以让你的大脑和胃都变得充实。如果你对长
单词很感兴趣,那你可以把这个了解的过程称为“进化美食
学”(evolutionary gastronomy),或者你可以简单地说,我们要用进化
论来做一餐饭。
《物种起源》的第一章就是关于动植物驯化的,因为达尔文认识到,育种者用来培育新品种的人工选择过程就类似于自然选择。育种者
带来的这种累积式的巨大变化,也证明了自然选择这一渐进过程可能达
到的结果。乍看起来,这似乎有些奇怪,动植物的可塑性竟然强到允许
我们改变其原有的进化路径,并可以很容易地使其满足我们特定的需
求。但这是可行的,因为人工选择本身就是一种进化过程,事实上我们
并不是在妨碍进化,而是在与之合作。
人工选择对于动植物进化过程的控制,和工程师通过运河、大坝和
堤防来塑造地貌,借助重力将水引向预定的方向,从而控制河流流向的
方式是一样的。育种者通过选择产生下一代的个体来控制基因的流动,剩下的工作就由遗传学来完成。要完成这个过程,有两点是必需的:育
种者想要影响的特征在个体间必须有差异,而且这种差异中的一部分必
须是可遗传的。
正是自然选择推动的进化过程让鸡蛋、牛奶和种子具有了一定特
征,才能允许我们把它们做成薄煎饼。为了弄清楚这是如何发生的,我
们先从一个鸡蛋说起,因为它不仅象征着开端,而且很有可能是进化带
给我们的最万能的一种食物。鸡蛋不仅可以通过炸、煮、炒、炖,甚至
是腌制,变得非常美味,它还称得上是一种“有魔力”的食材,能使蛋奶
酥、蛋糕、乳蛋饼和蛋白酥皮变得蓬松,鸡蛋还能稳定蛋黄酱和酱汁中
互不相溶的油基和水基的成分。鸡蛋的营养非常丰富,它包含了小鸡发
育所需的全部养料,而且在厨房里可以保存很长时间,因为经过进化的
蛋壳不仅能防止鸡蛋变干,还能保护其壳内物质不受细菌和真菌的侵蚀
而腐烂。鸡蛋这些有用的特性是怎样进化的呢?
鸡生蛋,蛋又生鸡,因此“鸡蛋相生”(Chicken-and-Egg)的这个说
法就是用家禽的生命周期来比喻任何没有明显起点的循环局面。但如果
我们从进化的角度来看,先有鸡还是先有蛋的难题是很容易被解开的:
蛋是在鸡出现之前进化出来的。鸟类是一支爬行动物的后代,这类爬行
动物就包括标志性的食肉恐龙——霸王龙(Tyrannosaurus rex)。从在
中国发现的那些保存完好的化石中,我们已经知道许多恐龙是有羽毛的。所以,鸡的羽毛和蛋都是从爬行动物祖先那里遗传来的。事实上,恐龙也会筑巢,而且和一些鸟类一样,雄性和雌性恐龙似乎都要参与孵
蛋。鸟类实际上就是活着的恐龙。
1859年,也就是达尔文发表《物种起源》的那一年,有人发现了一
些恐龙蛋化石,这也是最早被科学地描述的一批恐龙蛋化石。发现的地
点在法国南部的普罗旺斯,发现者是让–雅克·普埃奇(Jean-Jacques
Pouech)神父,他是一位天主教牧师和博物学家,他非常确定这些化石
属于一只巨大的鸟。法国这个为我们带来煎蛋卷和蛋奶酥的国家,也是
爬行动物祖先的蛋(也就是现在鸡蛋的祖先)最先被发现的地方,从某
个角度来说,这看上去还是很相称的。尽管如今在世界各地都发现了恐
龙蛋,但法国南部仍是此类化石发现的热点地区。
在生命的进化史上,由矿物质构成的外壳保护的蛋最早出现在爬行
动物中,但外壳之内的结构则在很久之前就出现了,并且彻底改变了陆
地上生物的生存方式。最早完成从海洋到陆地过渡的动物是两栖动物,但和现在的蝾螈和青蛙这类典型的两栖动物一样,它们胶状的卵在空气
中缺乏保护,很容易变干。因此,尽管两栖动物的成年个体可以在陆地
上生存,但它们仍然必须将卵产在水中,否则卵就会皱缩而亡。
一切都因一种薄膜的进化而改变了,这种膜被称为羊膜,它把胚胎
包裹在充满液体的羊膜囊中。羊膜囊正是进化通过最有效的途径来解决
问题的典型代表。你几乎可以听到约3.1亿年前,从上石炭纪的原始沼
泽林中传来的“推销员”的叫卖声:“胚胎变干了吗?我们有个新点子!
那就是把它放进这袋水里。”事实上,薄煎饼中还包含着第二个体现陆
地生物适应性的例子。
羊膜的出现是鸡蛋进化过程中的关键一步,而种子在3.6亿年前的
进化起源与之非常类似。羊膜囊帮助动物解决了如何在陆地上繁殖的问
题,种子也帮植物解决了同样的问题。最早的种子植物是由陆生祖先进
化而来的,后者需要生活在潮湿的环境中,让卵子和精子在液态水中结
合,就像现在的蕨类和苔藓一样。种子植物之于蕨类植物,正如羊膜动物之于两栖动物。在这两种情况下,最大的改进都是进化出了一个充满
液体的囊来保存胚胎,然后在其周围包裹一层含有充足养料且能防止脱
水的外壳。
接下来,我们来看看薄煎饼的第三种原料,也就是牛奶的进化过
程。母乳喂养幼崽是我们哺乳动物的一个典型特征,而且所有物种的哺
乳方式都是一样的,需要借助专门用于泌乳的腺体。线索就藏在“哺乳
动物”(mammals)这个名字里,因为哺乳动物是有乳腺(mammaries)
的动物,而且产奶量大得惊人!在美国,平均每只奶牛年产9.5吨牛
奶。而对于最大的哺乳动物蓝鲸来说,据估计一只体重100吨的哺乳期
雌性蓝鲸每天会为自己的幼崽生产近500磅[2]
的乳汁,其中包含的能量
足以维持400人一天的日常生活。
在达尔文生活的时代,人们对于哺乳动物、鸟类和植物的进化过程
以及生命的了解还比较粗浅,如今有越来越多的细节以惊人的速度被揭
示。这都是因为我们现在能够轻松地测定和比较不同物种的基因组。一
套基因组本质上就是一本食谱,比如鸡的基因组中就包含了将一颗受精
卵变成一只鸡所需的全部指令,还有这只鸡的细胞和器官完成一切活动
所需的全部指令,其中就包括对于进化和烹饪都极为重要的一项任务
——繁衍更多的鸡!
基因组用与核酸基本单位的化学名称有关的字母来表示。虽然只有
四个字母(各自代表不同的核酸基本单位),但为了能让细胞制造出各
种各样的蛋白质,由这些字母组合而成的DNA(脱氧核糖核酸)序列有
可能非常冗长且复杂。这些类似于食谱的组合实际上就是基因。一些根
据基因“食谱”制成的蛋白质(例如蛋黄中的蛋白质)是食物分子,而其
他基因会产生一种叫作酶的特殊蛋白质。它们能加快(或者说催化)生
物化学反应,比如,我们唾液中的淀粉酶能将淀粉分解成单糖。还有一
类基因能控制其他基因被打开或者关闭。细胞就像一个小型自动化厨
房,任何时候都在依照成千上万份食谱进行烹饪,并且根据需要不断地
调整改进烹饪的成果。基因组中不仅包含活跃基因,还有拟基因,后者是先前某些基因
的“幽灵”。尽管这些拟基因不再有用,但每当有新一代基因诞生时,它
们仍然会被原封不动地复制下去。真正起作用的基因会被准确地复制和
修正。任何偶然发生的致命错误都会被自然选择消除,因为那些携带者
在有机会把遗传缺陷传给后代之前,可能就已经死掉了。然而,一个基
因一旦不再起作用,复制中产生的错误就不会对生存或繁殖所必需的环
节产生影响,因此错误就会累积,从而导致基因序列随着时间的推移变
得越来越无意义。一个拟基因丧失功能的时间越长,其序列就越不同于
那些仍然起作用的基因的序列。所以,在被几百代个体弃置之后,食谱
开头的那句“打散一个鸡蛋的蛋清”(Beat the white of one egg)可能会被
误传成“吃一个鸡蛋的蛋清”(Eat the white of one egg),而再经过几千
代的时间,甚至会变成“次整个茶叶蛋鸟”(Tea the wheti of done gg)这
种更混乱的组合。
合成蛋黄和牛奶所涉及的不同基因序列,反映了从产卵的祖先到用
乳汁喂养幼崽的胎生哺乳动物之间发生的演化过渡。在我们自己所属的
哺乳动物谱系中,与那些在鸡身上发现的相类似的卵黄基因在3 000万
年到7 000万年前就变成了拟基因。而那个时候,制造乳蛋白的基因早
就出现了,所以一定存在一个中间阶段,也就是哺乳动物产卵又产奶的
时期。人们将鸡和卵生哺乳动物鸭嘴兽的基因组进行比较后发现,鸡身
上的某一种能制造卵黄蛋白的基因在鸭嘴兽的基因组中仍然处于活跃状
态。因此,正如我们所预料的那样,鸭嘴兽的基因组既包含乳蛋白的基
因,也包含卵黄蛋白的基因,这证明鸭嘴兽是哺乳动物从卵生向胎生过
渡时的孑遗物种。
鸡蛋、种子和牛奶都是为了解决每位父母都熟悉的一个基本问题:
我们该如何保护和养育后代?尽管这听起来有些荒诞,但薄煎饼的这三
种原料的进化的确是地球生物进化的转折点。
薄煎饼通常不会被当作开胃菜,但我希望它能让你对我们即将讨论
的话题产生一种期待。现在,让我带你浏览一下菜单的其他部分。所有原料都保证新鲜,而且都是就地取材。另外,我想说的是,你可以按照
我安排的顺序来“品尝”这本书,或者如果你愿意的话,也可以“随意单
点”——按照你自己确定的顺序来阅读。在这本“菜单”上,你是找不到
咖啡、水果和坚果的,因为它们在我的上一本书《种子的故事》(An
Orchard Invisible: A Natural History of Seeds)中已经提到过了。难道你
不讨厌某种食物反复出现吗?
烹饪是人类营养学的基础,我们将在第2章中看到,这项非常古老
的实践是人类进化的关键。此外,大约7万年前,当人类迁移出非洲
时,依靠吃水生贝类动物来维持生命的行为也是很关键的一步(第3
章)。以驯化动植物为基础的农业是我们如今的饮食基础。第4章就像
做白面包卷时被缠绕在一起的面团一样,将农业萌芽时期对作物的驯化
过程与面包的历史融合在了一起。
接下来的两章是关于人类如何进化出味觉和嗅觉,从而使我们对植
物和其他食物的化学性质能够做出反应,也就是我们怎样选择哪些可食
用,哪些不可食用,从而使生命得以延续。我们会在讲到汤(第5章)
和鱼(第6章)的时候提到这些话题。
我们已经为作物设定好了进化的路径,但在摄入粮食的过程中,它
们也影响了我们自己的进化。但是,不管那些把书架压得吱嘎作响的古
代饮食书籍上写了什么,你都要注意进化并不是命中注定。大量吃肉并
不会让我们的身体状况变得更好,因为这是在旧石器时代进化带给我们
的改变(第7章)。我们是杂食动物,除了一些非常明显的约束之外,进化并没有规定我们必须怎样表现,或者我们必须吃什么。对我来
说,“永远不要吃比你的头还要大的东西”始终是一条非常好的忠告。美
食作家迈克尔·波伦(Michael Pollan)曾经说过,在众所周知的三条简
单道理中就包含着你能获得的最好的健康建议:好好吃饭,主要摄入植
物性食物,不要吃太多。
从蔬菜中就可以很容易地看出,进化对我们的饮食几乎没有什么约
束(第8章)。我们已经找到了一些巧妙的方法,可以将那些不太理想甚至有毒的植物加工成美味的食品,使人类又多了4 000种可以食用的
物种。如果你想为可食用植物的多样性举办一个庆祝活动,可以效仿苏
格兰植物学会的成员们,他们在2013年举办了一场圣诞蛋糕食谱竞赛,为了选出原料中植物种类最多的食谱。最终获奖的食谱包含54科的127
种植物,有人按照食谱烤制出了这个蛋糕。光是顶层的装饰配料就包括
糖制长山核桃、核桃、腰果、扁桃、松仁、芝麻、白芷、椰子片和包裹
着巧克力的咖啡豆,还有很多表面撒满糖的干花,包括紫罗兰、报春
花、薰衣草、迷迭香、琉璃苣、迎春花、雏菊和金盏菊。
植物不能像动物那样依靠逃跑或者飞走来逃避敌人,因此进化迫使
它们采取了一种防御策略。就像学校的书呆子往往没什么运动能力一
样,植物在化学实验室里的优异表现弥补了在野外表现出的迟缓和脆
弱。因此,植物无法迅速移动的这一简单事实对烹饪产生了深远的影
响。我们将在第9章中看到,香料的味道、芥末和辣根带来的刺激、生
姜和辣椒的辛辣,以及植物的所有药用效果都是因此产生的。
在第10章,我们会探讨烹饪的放纵,而这种放纵主要表现在迎合人
类对糖和脂肪的原始欲望的甜点上。在第11章,我为你准备的奶酪已经
发酵得恰到好处,有让人无法忽视的香味。我们在自然界中找不到与奶
酪直接等效的东西,这是它和其他食物不同的地方,但这种由牛奶和微
生物创造的甜品中包含了一种进化产生的酵素。说到发酵,在第12章
中,我们会像兴高采烈地飞向腐烂水果的果蝇一样化身成“酒鬼”。嗜酒
者和苍蝇都会被酒精所吸引,为此我们应该感谢酵母及其与酒之间长久
的进化关系。
倒数第二章(第13章)仔细探讨了对饮食来说非常基本,以至于总
是被视为理所当然的一个问题:我们为什么要分享食物?进化给出的答
案在任何时候应该都是人们用餐时的最佳谈资。我们的结论是,连餐馆
也是有进化起源的。最后在第14章,我们将着眼于食物的未来,以及基
因修饰将在食物进化中所扮演的充满争议的角色。现在,请跟随我入
席,祝你胃口大开!地图1 人类的出现及食肉习性的进化
[1] smoke既有“熏制”的意思,也有“吸烟”的意思。——译者注
[2] 1磅≈0.45千克。——编者注嘉宾
烹饪动物烹饪造就人类的观点由来以久。1785年,苏格兰传记作家和日记作
者詹姆斯·博斯韦尔(James Boswell)写道:“我对人类的定义是一种‘烹
饪动物’。在一定程度上,野兽有记忆、判断力,也具有我们大脑中所
有的器官功能和情感,但没有任何一种野兽会烹饪……”博斯韦尔在达
尔文出生之前就写出了这段话,所以他并没有提出任何与进化有关的论
点,但烹饪对人类至关重要的观点在其他人看来,也是他们直觉上认为
是正确的结论。在科学里,直觉通常不会被当作证据,但我们会看到,在这件事上,直觉才是关键证人。
根据博斯韦尔的说法,既然没有野兽会烹饪,而人类又是“烹饪动
物”,那么一个明显的问题就是,这种习性是如何进化的?我们的类人
猿近亲基本上都是素食者,靠吃树叶和水果生活。大猩猩只吃植物,而
黑猩猩在有能力的时候会捕捉和进食动物,不过这只是一种投机行为,它们主要还是以水果为食。尽管一直有人说黑猩猩的聪明程度足以烹
饪,但它们并不能胜任。黑猩猩和我们人类的共同祖先一定是素食者,所以食肉且会烹饪的人类是从纯素食的先祖分阶段进化而来的。
我们和其他动物之间的鸿沟(不仅是饮食和烹饪,还有智力、语
言、大脑尺寸和身体结构方面)看起来很大,这是因为我们在进化路径
上不知不觉跟随的那些中间物种都已经灭绝了。我们是世界上最后幸存
的人属物种,而在这个世界曾经有几种我们应该称之为姐妹种的生物,还有几十种我们的祖先和近亲。总的来说,我们都是“人族”。
我们人类是来自非洲的物种。查尔斯·达尔文甚至在没有任何化石
证据之前,就根据其他类人猿(黑猩猩和大猩猩)来自非洲的事实推断
出了这一点。如今,不仅有大量的化石证据证明人类起源于非洲,而且
在我们的DNA中也能找到支持这一结论的信息。正是遗传密码中的突变
或细微的变化,让我们能够通过比较DNA序列来重建进化树。这一重建
的过程和通过姓氏继承来确定相关的个体和绘制家谱图的方式非常类
似。
以我自己的姓氏西尔弗顿(Silvertown)为例。我的祖父出生在波兰,姓西尔伯施泰因(Silberstein)。在他4岁的时候,一家人移民到英
国,最后我的祖父在那里开了一家裁缝店。第一次世界大战爆发时,这
个听起来像德国人的名字对生意很不利,所以大约在1914年的时候,我
的祖父把姓氏变得更像英语,改为西尔弗顿。这种变化是对当地情况的
一种适应,在进化过程中这样的情况每时每刻都在发生。当然,基因突
变是随机的,而我的祖父很清楚自己在做什么。我有一张他自豪地站在
裁缝店外面的照片,头顶就是那块写着“西尔弗顿”的招牌。他的生意日
渐兴隆,家族也不断壮大,现在所有姓西尔弗顿的人(据我们所知)都
是我祖父的后代。
其他姓西尔伯施泰因的人也希望名字读起来更像英语,不过改成了
西尔弗斯通(Silverstone)。在进化术语中,西尔伯施泰因的两种变体
都被称为共有衍征。共有衍征可以用来重建家谱图或者进化树。如果你
姓西尔弗顿,那这个共有衍征就告诉我们,你是我祖父母杰克和珍妮的
后代。如果你姓西尔弗斯通,你就属于家谱图的另一个分支,而我们有
一位更遥远的共同祖先。变异总在发生。人们经常把我的名字错写
为“西弗顿”(Silverton)。如果我或者我家族中的某个人决定随大流,采用这种更简单的写法,那么这种变体就会被算作一种新的共有衍征,所有姓西弗顿的人也都是我祖父母的后代。
现在,我们还是回到人族的话题上。在达尔文于1871年出版《人类
的由来》(The Descent of Man)这本书时,我们还只知道自己,对人族
的其他成员一无所知。尽管那时第一个尼安德特人的头骨已经被发现
了,但并没有人意识到它们的古老价值和重要意义,所以在那个时候,让古人类“重聚”是一件很难实现的事情。而今天,成千上万的古人类化
石被发现,我们甚至知道了一些近亲的基因组序列。既然我们对人类祖
先的饮食和他们是否烹饪的问题感兴趣,还有什么比邀请他们都来参加
一场梦幻晚宴更好的方法呢?
亡灵节是墨西哥人的节日,在这一天,人们把墓地变成野餐的场
地,庆祝亡灵归来,还用鲜花装饰坟墓,把糖骷髅和交叉股骨形状的糖霜面包当作礼物进行交换。我们组织的这次古人类的重聚将会是一次最
盛大的亡灵节庆祝活动,几位最古老的人类祖先代表将会到场。我们已
经发出了邀请,消息也已经传到了我们非洲故土的每一个角落,全世界
的人都知道一场庆祝活动将会在墓地举行。
11月1日这天,我们终于迎来了为古人类的第一次重聚而举行盛大
晚宴的日子。所有下颌长牙齿的古人类化石都会被送来。那些只能通过
骨头碎片确认身份和无法出席的嘉宾,已经通过电子邮件发来了它们的
基因组序列。现在,我们需要为这些失散已久的亲人们提供一份“菜
单”。为了确保所有客人都能得到满足,我们必须要询问每一位出席的
人类祖先:你是谁?你生活在什么时期?你从哪里来?当然还有,你吃
什么?就算我们的宾客都活着,也没有几位能理解或回答出这些问题。
现在,即使是最完好无损的头骨也只能用一个龇牙咧嘴的笑容来回答。
但幸运的是,通过仔细检查到场的客人,我们能找到很多答案。但我不
建议你对家里的客人也采取同样的方法,因为其中包含像颅容积和内部
解剖结构等涉及隐私的项目,还有对牙齿的显微镜检查。
第一位到达的宾客是我们的曾曾曾曾……曾祖母露西(Lucy)。和
我们所有古老的近亲一样,露西来自东非。它那具十分完整的骨架在埃
塞俄比亚的哈达尔沙漠中被唐纳德·约翰森(Donald Johansen)发现,它
属于南方古猿阿法种(Australopithecus afarensis),并被称为“露西”,这是因为在它被发现的时候,考古营地里一直在反复播放甲壳虫乐队的
那首《露西在缀满钻石的天空》(Lucy in the Sky with Diamonds)。露
西生前和黑猩猩的体型相当,头部像类人猿一样小,只比黑猩猩的头稍
微大一点儿。不过,它被发现的消息传遍世界的原因是,它属于第一个
像人类一样直立行走的古人类物种。
虽然露西直立行走,但从惊人的法医学推论中,我们发现它也会爬
行。对露西一块上肢骨的分析表明,这块骨头是从高处坠下的时候摔碎
的。而这次跌落很有可能就是它的死因,同时也暗示着尽管它能爬行,但并不像那些树栖的祖先那样熟练。毕竟它的脚是用来走路的。尽管露西和它的同类大多是素食者,但它们食物中包含的植物种类
比黑猩猩的要多,而且看起来有几种南方古猿通常比黑猩猩更适合在不
同类型的环境下生存。南方古猿阿法种有比黑猩猩更大的臼齿、更小的
犬齿和更有力的下巴,这表明我们的这位祖先经常咀嚼坚硬的食物。科
学界达成的共识是,我们所属的人属起源于一种南方古猿,而且很有可
能就是露西这种生活在295万到380万年前的南方古猿阿法种。
亲爱的露西需要一个加高座椅来弥补它身材的矮小,尽管它的餐桌
礼仪的确和黑猩猩一样,也不会使用银质餐具,但它可以尽情地享用蔬
菜和水果沙拉!如果有可能的话,露西甚至会从邻座的宾客那里偷一些
熟食,因为实验发现,当类人猿有机会选择的时候,相比生食,它们更
喜欢吃熟食。在一项引人注目的研究中,心理学家彭尼·帕特森(Penny
Patterson)领养了一只名叫科科(Koko)的大猩猩,并训练它与自己交
流。她向灵长类动物学家理查德·兰厄姆(Richard Wrangham)讲述了当
她问科科更喜欢哪种食物时发生的情况:“在录制视频的时候,我问科
科,它更喜欢煮熟的蔬菜(我用左手示意)还是没有煮过的新鲜蔬菜
(我用右手示意)。它摸了摸我的左手(表示煮熟的蔬菜)作为回答。
然后,我问它为什么喜欢煮熟的蔬菜,并且用一只手代表‘味道更好’,另一只手代表‘更方便吃’。科科选择了‘味道更好’这个选项。”
在史前考古记录中,素食者几乎没有留下多少能表明它们吃什么的
线索——或者更确切地说,它们留下的痕迹非常少。在叶片结构中,有
一种非常微小的二氧化硅颗粒,叫作植硅体,它们会被卡在食用过叶子
的动物的牙齿中。根据植硅体的独特形状,我们能知道露西吃的是哪种
植物。另外,食肉的古人类不仅体贴地给我们留下了吃剩下的骨头,同
时它们用来宰杀动物的石器也会在骨头上留下与众不同的切削痕迹,有
时还会直接留下石制的宰杀工具。实际上,最古老的留有宰杀痕迹的骨
头来自露西在埃塞俄比亚的活动区域。这些骨头有超过339万年的历
史,可以看到肉已经被剥离下来了,并且为了获得骨髓,骨头都被砸开
了。看来,南方古猿阿法种非但不可能是完全的素食者,而且已经学会
了加工肉类,而不只是啃啃骨头。人们一直以为制造石器的技能是人类独有的,而且人属出现之前的
古人类只能用手边的一些石头来敲击骨头并刮下动物尸体的肉。然而在
2015年,人们发现了肯尼亚西图尔卡纳的一处史前考古遗址,那里发现
的石器是在330万年前被制造出来的,比已知的第一个人属物种的出现
至少要早50万年。在东非的其他地方,从250万年前起,生活在埃塞俄
比亚的古人类才会取出大型动物的内脏和骨头,或许还会肢解和剥皮。
总的来说,这些古老的宰杀遗迹说明,食肉习性的出现比20万年前才开
始进化的智人(Homo sapiens)要早得多,甚至比约280万年前从南方古
猿进化出的第一个人属物种还要早。所以,人类是从很久之前就开始食
肉的杂食动物,我们人属最早的祖先就很喜欢宰杀动物——事实上,它
们表现得就好像以此为生一样。不过,它们到底是谁呢?
在古人类家族聚会的现场,如果我们按照长幼来安排座次的话,那
么餐桌旁留给第一个人属物种的空椅子应该被放在代表南方古猿阿法种
的露西和被认可为“人类”的直立人(Homo erectus)的物种中间。如果
第一个人属物种是南方古猿和直立人的中间产物,那么通过比较,我们
可以说这个物种一定比南方古猿更高大、更聪明,但还有什么不同之处
呢?我们又要在餐桌旁预留多少张椅子来弥补这个缺口呢?有希望填补
这一空缺的物种在宴会厅里一直游荡的同时,古人类学家也在试图为它
们确定正确的座次。这其中有一个物种是能人(Homo habilis),该物
种的化石是在20世纪60年代首次被发现和命名的,当时在现场的一些石
器旁边,人们发现了两块颅骨和手骨。或许这是第一次有记录的在厨房
发生的死亡事故现场?
最早被发现的能人化石距今只有约180万年,但最近一些年代更为
久远的能人化石已经被发现,从而将能人的起源提前到了约230万年
前,这在时间上更接近大家认为的人属在约280万年前从南方古猿进化
而来的观点。根据化石的形态,能人的颌骨与南方古猿阿法种的更加相
似,而颅容量则更像直立人,所以将其安排在这两者之间,看起来是相
当合适的。尽管单从能人的牙齿来判断,它咀嚼的力量和露西一样大,不过还是有一位来宾硬要挤进它们之间。2013年,埃塞俄比亚人类学家沙拉丘·塞尤姆(Chalachew
Seyoum)发现了一块新的颌骨化石,它看起来属于一种介于南方古猿
阿法种和能人之间的物种。经过精确的年代测定,这块化石距今约280
万年,且误差不会超过5 000年,尽管化石上的牙齿具有一些人类特
征,但颌骨形状和南方古猿的很像。有人给这块化石起了一个很不起眼
的名字LD 350–1,你可能觉得这个名字相比家庭成员来说,更适合做车
牌号,但这个既不是南方古猿阿法种,也不是能人的物种,因此暂时还
没有其他名字。LD 350–1是我们人属的新成员,而且很有可能是最早的
成员,他被发现的地点距离发现露西的哈达尔只有30千米,距离发现最
古老石器的遗址也只有40千米。
所以,我们在几日步行可达的范围内,查明了非洲古人类进化成人
类,并开始宰杀动物和食肉的地点。这比确定历史上第一家麦当劳快餐
店的地址还要令人兴奋,但到目前为止,所有参加人族重聚活动的宾客
都在吃生的食物。可怜的LD 350–1无精打采地摆弄着自己的名牌,好几
个小时反复咀嚼着一块血淋淋的牛排,露出凄凉的神情。而和它一起吃
饭的能人已经用一把花了好几天时间做成的石刀把肉切碎了。
这时,直立人如约前来。当它走进宴会厅时,我们看到它只有1.3
米高,不过身体比例和现在人类相似。它带来了一把石制手斧,看起来
有些不好惹。如果我们像对其他宾客那样,给它端上来一盘生肉,它会
生气吗?还是会干脆把这些桌子椅子都拆掉,然后生火做饭?偷偷看一
眼它的牙齿,我们或许能找到一点线索。最早的直立人有着与它们的祖
先,也就是能人和南方古猿阿法种一样的大臼齿,但稍晚期的直立人化
石表明,随着时间推移,它们进化出了更小的牙齿,而这样的牙齿适合
咀嚼比过去少一半的软食。这表明直立人成为食品加工的高级实践者,甚至可以说是厨师。
在195万年前,生活在肯尼亚北部图尔卡纳盆地的古人类很可能就
是直立人,它们不仅宰杀河马、犀牛和鳄鱼这类具有挑战性的动物,还
以鱼和龟为食。不过,我们可以肯定的是,直立人和它们的肉食祖先们都不是只吃肉。任何可行的饮食方案都必须能提供能量和蛋白质,尽管
瘦肉能提供大量的蛋白质,但提供的热量却很少,因为消化蛋白质并将
其转化为葡萄糖的过程会消耗能量,而几乎不会释放能量。超过13的
热量都是从瘦肉中获取的人很快会患上“兔子饥饿症”(rabbit
starvation),这是出现在早期美国探险家身上的一种症状,那时他们只
能依靠自己设法抓到的小动物活下来。在没有其他任何食物的情况下,只吃瘦肉所提供的热量是不够的,这会促使人摄入更多的肉,但仍无法
完全消除饥饿感,之后就会导致肉类中毒。
过量摄入的肉类会产生毒性,因为在蛋白质被消化的过程中,多出
来的那一部分氨基酸超出了肝脏的代谢负荷。在肝脏将多余的氨基酸转
化为尿素后,虽然会经肾脏从血液中被过滤出去,但肾脏也会因过量的
尿素而超负荷运转。如果饮食中有足够比例的脂肪,那么就可以避免这
些问题,因为脂肪能弥补所缺少的热量,满足身体对葡萄糖的需求,并
且可以在摄入过多的肉之前消除饥饿感。成年因纽特人仅靠吃动物就能
生存下来,是因为他们吃的那些北极哺乳动物含有大量的脂肪,不过孩
子们就需要额外吃一些植物性食品。而在人属进化的非洲稀树草原上,野生动物身上多半是瘦肉,几乎没什么脂肪。因此,从以素食为主的祖
先进化而来的早期人类不能像真正的肉食动物(比如猫科动物)那样无
限制地食用肉类。
早期人类很可能和它们的祖先一样,把植物中的碳水化合物当作主
要的能量来源。直到今天,我们饮食中的大部分碳水化合物还是来自人
工种植的植物,如小麦、玉米、大米、山药和土豆。在非洲仍然有一些
靠狩猎采集为生的部落,在他们每日所需的能量中高达13都是从块
茎、鳞茎、种子、坚果、果实和其他野生植物中获得的,这很有可能与
我们祖先在很久之前的生活相类似,因为200万到300万年前的非洲也是
可以找到这些食物的。
尽管早期古人类食用的植物并没有留下直接的化石证据,但是有间
接证据表明,它们有可能从植物的地下贮藏器官中获得碳水化合物。例如,在非洲中部的乍得湖畔,与东非的南方古猿阿法种同一时期生活着
南方古猿羚羊河种(Australopithecus bahrelghazali),在对其牙釉质进
行分析后,人们找到了化学证据,证明这种古人类从热带禾本科植物或
莎草科植物中获得了高达85%的热量。由于这些植物的叶片很坚硬,而
且没什么营养价值,所以南方古猿羚羊河种最有可能吃的是富含淀粉的
肉质茎和地下部分。事实上,现在的人类和狒狒还都在食用像油莎草
(Cyperus esculentus)这样的莎草科植物的块茎。由于油莎草的块茎富
含油脂和淀粉,味道可口,营养丰富,而且可以生熟两吃,所以在古埃
及被广泛种植。尽管如今在西班牙,油莎草被当作一种作物来种植,但
在其他地方,这种植物却因生命力过于旺盛和顽强而被认为是世界上最
讨厌的杂草之一。在美国明尼苏达州进行的一项试验中,油莎草的单个
块茎在短短12个月内,就繁育出1 900多个植株,收获了近7 000个块
茎!
莎草属植物的块茎有一层坚韧的外皮,这可能会给缺少合适牙齿的
古人类带来一点儿麻烦。在早期人类遗址中发现的大量石片工具,有没
有可能是被用来除去块茎的外皮的呢?为了弄清楚这一点,人们找来
200万年前的石英片工具,它们锋利的边缘上还有古人类使用后留下的
划痕和标记,然后在肯尼亚南部的一个遗址挑选同样的石英材料制作石
器。这些新制成的石英片工具被用来模拟对不同动物和植物性食品加工
的过程,在它们的刃口处留下了各种用途造成的特有的损坏特征,与原
始工具上的痕迹进行比较。
这项实验表明,用新工具为刚从地下挖出的覆盖着沙砾的植物地下
贮藏器官去皮时,形成的损坏特征与原始工具上的一些痕迹相符,这说
明原始工具也被用作相同的用途。如果把这个问题看作一个经典的推理
谜题,那我们可以得出这样的结论:生活在200多万年前的人类有动
机、手段和机会把地下贮藏器官作为自己饮食的主要组成部分,其动机
是对于一种碳水化合物来源的需要,手段是石器制造技术(如果牙齿无
法满足需要的话),而机会就在他们居住的地方,这里有充足的合适的
植物。当我们继续探究该如何招待赴宴的直立人时,会发现它们是分布最
广的人属物种之一。直立人和我们智人一样,都是从非洲走出来的,但
它们要比我们早170多万年。在非洲以外的地方发现的最早的人类化石
属于直立人,地点在西亚高加索山脉的德马尼西。在德马尼西发现的化
石与在非洲发现的早期直立人的化石很像,并且其中包含已发现的最完
整的早期人类头骨。这些化石形成的时间大约在180万年前,这说明直
立人在非洲完成进化后不久就进入了欧亚大陆,分布范围迅速扩张,从
西部的地中海一直向东延伸到中国。
尽管我们能确定直立人是一种杂食动物,也就是说它们既吃植物,又吃动物,但它们的化石常常和大象的化石一起被发现,说明它们可能
格外依赖大象。大象被猎杀的原因是它们可以作为食物,从大象巨大的
尸体上获得的脂肪和肉都很有营养价值。大象骨头和象牙还能被用来制
造工具,而且不管直立人在哪里出没,当地总有这类体形庞大的食草动
物存在,可以作为可靠的猎物来源。约40万年前,当大象从地中海东部
消失时,直立人也消失了。事实上,在过去的100万年里,不管在地图
上的哪个地方出现人类物种,当地的大象物种基本上都会灭绝。
所以,如果我们从较晚期的人种中,邀请到一位臼齿较小、颅容量
较大的直立人,那么为它提供一块大象肉排,搭配剥了皮的莎草块茎作
为晚餐,似乎就没有问题了。不过,它会要求厨房把点的菜都煮熟吗?
尽管我们有充分的理由认为这是有可能的,但证明直立人吃熟食的直接
证据难找得出奇。火场遗迹、宰杀遗址、石器和人类化石只能提供烹饪
的间接证据。你可能会在山洞里发现远古时期火留下的灰烬,但你怎么
能确定这火是有人故意点的,而不是由野火引起的呢?在火场遗迹中可
能会发现动物的骨头,但你怎么知道动物骨头上的肉是被煮熟后吃掉的
呢?如果你不是一个怀疑一切的人,那么非洲那些发现了烧焦的动物骨
头的火场遗迹(有些骨头上甚至还有宰杀痕迹)就表明了,人类第一次
露天烤肉早在150万年前就发生了。
幸运的是,由于饮食习惯深刻地影响了人类的进化过程,所以我们在这个问题上不仅有史前的考古学证据,还有生物学证据。哈佛大学灵
长类动物学家理查德·兰厄姆在他的著作《生火:烹饪如何造就人类》
(Catching Fire: How Cooking Made Us Human)中将各种证据汇总成一
个令人信服的论据,即烹饪在颅容量较大的直立人的进化过程中,发挥
了重要的作用,而且他认为150万年前的直立人是第一个开始烹饪的人
属物种。兰厄姆指出,与黑猩猩相比,包括直立人和我们自己在内的人
属物种的嘴巴、牙齿和胃都比较小,颌骨较弱,结肠也较短,而且总的
来说肠道比较短。所有这些头部和腹部的特征都是对能量高且易消化的
熟食的一种适应。
当然,我们没有反映直立人肠道特征的直接证据,但从其胸腔的大
小和形状来看,我们知道它们并没有足够大的肚子来容纳像吃生食的食
草动物那样的大容积的肠道。尽管南方古猿露西的未加工的素食饮食是
灵长类动物的标准配置,但人类却没有能力处理大量体积庞大、富含纤
维且能量较低的食物。如果我们的饮食在进化过程中没有改变,那么为
了能够消化生的植物性食品,我们这样体形的灵长类动物所需要的结肠
将会比我们现在的大40%以上。那些试图靠这种饮食方式生存且不加工
食物的人,尽管体重会减轻,但无法持续下去。我们不可能像其他灵长
类动物一样,只靠吃生的植物性食物就能存活,哪怕是很短的一段时间
都不行。
截至目前,通过对出席人属物种聚会的各位宾客的调查,我们一方
面可以看出,在烹饪动物出现之前,它们已经有会对食物进行预处理的
祖先,而另一方面我们也知道了进化的方向,但还不太清楚烹饪给饮食
带来的巨大变化到底是在什么时候,因为什么发生的。从解剖学上看,直立人极有可能是第一个开始烹饪的人种,但在这类祖先存在的漫长历
史中,烹饪术到底是什么时候出现的呢?
有遗传学证据显示,一种被称为MHY16的基因能够强化非人灵长类
动物的下巴上的肌肉,而这一基因在人类谱系中于200多万年前消失。
也许最早期的直立人在那个时候就已经开始烹饪了,所以强壮的肌肉就变得多余,甚至还有可能伤害到越来越小的牙齿。随着越来越多的化石
和史前的考古证据被发现,古人类开始烹饪的确切时间可能会变得越来
越清晰。与什么时候开始烹饪的难解之谜相比,为什么这个问题已经有
了相对明确的答案。烹饪让食物更容易消化,使我们能从中获取更多的
能量,同时烹饪还让许多毒素失去活性,从而为古人类的进化开辟了充
满更多可能性的新前景。
马铃薯或莎草科植物的块茎是一个应有尽有的地下储藏室,这些植
物为了自己未来的生长和繁殖,会在块茎中储存很多能量。你可能已经
料到,为了保护这些来之不易的珍贵能量,植物会采取一连串的防御措
施来抵御外部的攻击。首先,块茎被埋在看不见的地方,所以必须得费
力寻找,然后被挖出来。其次,许多莎草科植物的块茎都有一层坚韧的
外皮,而木薯的块茎则含有毒素,也就是说,很多块茎在未经加工的情
况下无法食用。再次,由于块茎中的淀粉非常致密,肠道中的消化酶也
很难发挥作用。尤其对孩子来说,未充分煮熟的土豆能够整块穿过肠
道。最后,淀粉分子被固定在微粒内部的晶块里,这些微粒非常小,以
至于牙齿甚至是石头都无法将其磨碎。而烹饪能使块茎的大部分防御措
施失效,烹饪能够破坏毒素和酶抑制剂,软化组织,撬开淀粉粒,使淀
粉从干燥的晶态变为湿润的凝胶态,而后者更易于消化酶分解。未经加
工的肉类和脂肪在营养、能量和味道方面远不如煮熟之后,恐怕只有狮
子才能吃得下。
兰厄姆认为,烹饪造就了人类,因为它能够为我们提供驱动一个较
大的大脑所需的能量。人类进化过程中最重要的一个趋势就是,在过去
200万年间,大脑尺寸一直在稳步增长。现在的人脑比其他任何灵长类
动物的大脑都要大三倍,但绝对尺寸并不能代表一切。奶牛的大脑也很
大,但并不灵光。大而聪明的大脑让人类成功获得了独特的本领,比如
复杂的语言、抽象的思维以及由此产生的一切。大脑是非常消耗能量的
器官。人脑虽然只占体重的2%,但在静息状态下就要消耗足足20%的能
量。这些能量大部分用在借助电信号传递信息的突触上,突触将神经细
胞连接起来,这是实现大脑功能的基础。肠道消耗能量的程度几乎可以和大脑相提并论,然而,尽管我们的
颅容量比同体形的灵长类动物的平均颅容量要大很多,但我们的肠道容
积却小得多。进化通过削减肠道容积而将多出来的能量用在更大的大脑
上。兰厄姆推测,烹饪提升了食物的能量值,从而让容积更小的肠道可
以为进化中迅速增长的大脑供能。如果你把肠道想象成一个燃料箱,那
么烹饪就相当于增大了燃料的辛烷值,同时,人类也从运行速度更快
的“引擎”中受益。最近有一项研究比较了类人猿和人类的代谢速率,结
果意外地发现我们的代谢速率比黑猩猩高27%。所以说,我们不仅有高
辛烷值的燃料,而且我们燃烧得也更快。在重量相同的情况下,人类的
能量“预算”要比黑猩猩更高。我们把多出来的能量都用在什么事情上了
呢?就是思考!
或许最能说明我们的确是烹饪动物的证据就是,大脑生长和烹饪似
乎确有密不可分的关系。在人类进化的过程中,我们肠道容积的缩小和
颅容量的增大差不多是同时进行的。从直立人身上就能看出这种趋势,如果兰厄姆是对的,那么现在我们的客人将会敲打着桌子,大声要求我
们为它提供煮熟的晚餐。从来没有人听到这种古人类发出这么大的吵闹
声。
现在,该给直立人吃什么的难题已经解决,这位饥饿的客人正大口
大口地吃着煮熟的食物,渐渐平静下来,我们就可以把注意力转向下一
位客人了。它身材高大,体格健壮,自信地大步走进房间,手持一支细
长的木制长矛。长矛长度超过6英尺[1]
,顶端还有一个做工精良的石质
箭头。这就是海德堡人(Homo heidelbergensis),尽管它是直立人非洲
分支的后代,但外表更像现代人,颅容量也比直立人大30%。海德堡人
的前额更高,脸部更扁平,不过眉骨仍然很明显,而且没有下巴。它出
现在70多万年前,也经历过100万年或更长时间的大脑进化。从它的学
名中可以看出,第一件海德堡人的化石是在德国海德堡市附近发现的,但其他化石后来在希腊、埃塞俄比亚和赞比亚被陆续发现。印度和中国
也发现了被普遍认可的海德堡人化石。我们有理由相信,海德堡人是我们首位只要需要随时都能生火的祖
先。出席宴会的那位客人带来的长矛是由云杉木制成的,和在德国舍宁
根的地下发现的那几支长矛是一样的。舍宁根的古长矛可以追溯到30万
年前,当时这个地区位于湖边,到处都是动物。尽管有大象,但很罕
见,古人类主要还是以狩猎和宰杀马为食,在遗址现场到处能看到马被
肢解后留下的遗骸。杀一匹马就能给一个二三十人的族群提供两周的食
物,他们在吃饭时可能还搭配了一些当地野生植物的果实,比如榛子、橡子和树莓。对于这位对饮食很讲究的亲戚,难道你不觉得一块三分熟
的马肉排配烤橡子,和加了成熟榛子碎和野花蜂蜜的树莓酱汁,听起来
就很合适吗?
海德堡人愉快地坐在餐桌旁,那支吓人的长矛被安全地放在了一
边,接下来我们就可以把注意力转移到这位古人类的后代和我们最后的
几位宾客身上。在这些后代中,有两个人种打破了在非洲进化的家族传
统,它们是移居海外的海德堡人的后代。其中最知名的就是尼安德特人
(Homo neanderthalensis),要不是在19世纪首次发现尼安德特人化石
的时候没能确定出它们生活的年代,它们原本可以在大约200年前就被
收入家庭影集的。
另一个人种是我们已经灭绝的表亲,我们直到2010年才知道它的存
在,当时在西伯利亚的一个洞穴里发现了一截指骨。DNA分析得到了一
段既与尼安德特人不一致,也与现代人类不一致的序列。这段非常独特
的DNA序列被证实属于一个年轻女孩,所以人类学家就把这种古人类归
为一个叫“丹尼索瓦人”(Denisovan)的独特物种,因为指骨是在丹尼索
瓦被发现的。我们掌握的丹尼索瓦人的实体证据太少了,所以尽管这是
一场为已经消失的古人类举行的活动,它们还是轻易地就成为聚会上最
像幽灵一般的存在。基因组测序结果显示,丹尼索瓦人的基因仍然隐约
地存在于我们人类一些现存的种群中。这表明5万多年前,我们在前往
美拉尼西亚和澳大利亚定居的途中,一定碰到了丹尼索瓦人,而现在的
美拉尼西亚人和澳大利亚人就是从这次相遇中继承了丹尼索瓦人一小部
分的DNA。我们会在餐桌旁给丹尼索瓦人留下一个空位,然后把用狐狸、野牛
和鹿的牙齿制成的一些装饰品当作标记,这些装饰品是在丹尼索瓦洞穴
中被发现的,可能属于死在那里的那个小女孩。也许不久之后,会有更
多丹尼索瓦人的化石出现。这时,我听到古人类的大脚踩在楼梯上发出
的沉重声响。给我们最后的这几位客人让路,尼安德特人来了!
一个男人和一个抱着婴儿的女人走了进来。这几个人看起来都很接
近现代人,如果它们去理发店和服装店,你可能只会瞥一眼它们肌肉强
壮的外表、异常大的鼻子和没有下巴的脸庞,然后就直接擦肩而过了。
尼安德特人是北半球的原住民,和从非洲来的我们并不一样,它们已经
适应了寒冷的气候和黑暗的冬季。在首批接受基因组测序的尼安德特人
中,结果显示有一个人的头发是红色的。虽然我们都是海德堡人的后
代,但尼安德特人是其从欧亚大陆的分支进化来的,而我们是从非洲分
支进化而来的。通过对基因组进行比较,可以发现我们两个物种在50多
万年前有着共同的祖先。直到4万年前,尼安德特人还一直留在欧洲,不过它们的灭绝并非了无痕迹。在非洲以外所有的人类种群中,仍有尼
安德特人的基因,我们也非常了解尼安德特人吃什么。
关于尼安德特人的饮食,有三个主要的信息来源:它们牙齿上带有
食物残渣的结石告诉我们它们吃什么,粪便化石告诉我们它们排出什
么,还有吃剩下的骨头和残骸,比方说,留在盘子边的那些东西。尼安
德特人居住的洞穴里到处都是动物的遗骸,所以很明显它们主要靠狩猎
大型动物而食其肉为生。然而,除非肉里含有大量的脂肪,不然这样高
蛋白的饮食是无法满足它们的能量需求的,特别是因为它们对能量的需
求可能比我们更大,要知道它们比我们肌肉发达,颅容量也比我们稍微
大一些。根据对5万年前尼安德特人的粪便所进行的化学分析,它们确
实吃了很多肉,但也吃绿色蔬菜。其他证据也支持这一结论。
牙结石的形成就像一个生动的石化过程,这个不断对口腔内的物质
进行抽样沉积的过程可能会贯穿整个生命周期。起初是牙齿上出现牙菌
斑。随着时间推移,唾液中过饱和的磷酸钙沉积,使得牙菌斑矿化。尽管唾液中磷酸钙的生物学功能是修复牙釉质,但它的副作用是会让牙菌
斑矿化,也就是将食物颗粒困在一种结晶基质中,使其保存上千年。
我们发现,从尼安德特人的牙齿中提取到的牙结石里含有枣、地下
贮藏器官和草籽等许多种植物的植硅体,以及煮熟的淀粉粒,甚至还有
烟雾颗粒。在没能找到一本石器时代食谱书的情况下,这已经是现有的
最能清楚证明尼安德特人确实烹饪并食用植物的证据。植物的残骸很容
易腐烂,但如果它们碰巧在火里被烧焦了,就可以保存下来,成为另一
个证据来源。在以色列迦密山的一个洞穴中发现的被烧焦的植物残骸告
诉我们,生活在那里的尼安德特人采集了杏仁、开心果、橡子、野生小
扁豆以及野草的种子和豆科的很多植物。在那个时候,鸡汤和豆香煎饼
都还没有被发明出来。
最新的证据表明,尼安德特人吃的东西与我们人类在同一时期吃的
并没有太大不同。尽管大型动物对于尼安德特人来说很重要,但它们除
了吃大型动物以外,还会烹饪并食用贝类,偶尔也会吃一些比较小的猎
物,比如兔子、乌龟和鸟类。直布罗陀的戈勒姆岩洞(Gorham’s
Cave)是伊比利亚半岛南部的一个岩石岬,下方就是地中海的入口,这
里是仅存的几个尼安德特人居住的遗址之一,甚至可能是它们最后的藏
身之所。直至今日,在洞穴周围的悬崖上还有筑巢的原鸽,从6.7万年
前起,尼安德特人就把它们当作日常食物进行烹饪,直到尼安德特人自
己(而不是鸽子)消失为止。后来,我们人类占领了这个洞穴,并在接
下来的几千年中继续以当地的鸽子为食。
现在,根据现有的对古人类饮食习惯的了解,我们已经为参加聚会
的每一位客人提供了合适的餐食,每个头盖骨都带着满意的笑容,宴会
厅里响起了奇怪的打嗝声。500万年前,我们的祖先可能基本上只吃素
食,到了330万年前的时候,它们开始制作石器,并且食肉,而到了100
万年前或者可能更早的时候,它们就开始烹饪食物。从这段历史中我们
了解到,进化是渐进式的,像制造工具和烹饪食物这种我们现在通常觉
得很新奇和独特的习性,实际上与人族血统有着很深的渊源。尽管我们人类存在的时间不长,但血统是很古老的。
现在,迅速崛起的人类已经准备好参加宴会了。孕育了智人的非洲
大陆尽管距离直布罗陀海峡对面的戈勒姆岩洞(尼安德特人在这里享用
了最后一顿鸽子晚餐)仅9英里[2]
,但当我们离开非洲时,既没有穿过
海峡,也没有在途中吃过鸽子。我们沿着一条更加迂回的路线从非洲向
各处分散开来,吃的东西也各不相同。地图2 沿海岸线走出非洲,距今约7.2万年起
[1] 1英尺≈0.3048米。——编者注
[2] 1英里≈1.6千米。——编者注头盘
贝类——海滨生活在1440年出版的一本作者不详的中世纪《烹饪书》(Boke of
Kokery)中,记录了烹饪贻贝的方法。食谱全是用中古英语书写,尽管
我们对这些单词的拼写很不熟悉,但它们的发音和含义在过去6个世纪
里早已深入人心了。作者写道:“挑选肉质干净的贻贝,把它们放在一
个陶瓷容器里(Take and pike faire musculis, And cast hem in a
potte)。”加入“洋葱末、大量的胡椒和葡萄酒,再稍加点儿醋(myced
oynons, And a good quantite of pepr and wyne, And a lite vynegre)”。“一
旦贻贝裂开”(assone as thei bigynnet to gape),就表示已经熟了,这时
要“把它们从火上取下来,尽管很烫,但你还是要在上菜前把它们整齐
地摆在盘子里”(take hem from ye fire, and serve hit forthe with the same
brot in a diss al hote)。这道菜的基本原料并没有改变——干净的贻贝、洋葱末、胡椒、葡萄酒和一点儿醋。
贻贝和母乳一样几乎是一种永不过时的食物。不管是生的还是熟
的,人们食用贻贝的历史至少已经有16.5万年甚至更久。我们的近亲尼
安德特人也吃贻贝,因此我们的共同祖先很有可能在50多万年前也是吃
贻贝的。古人类食用贝类的历史可能已经长达100万年或者更长的时
间。这只是一个保守的说法,因为许多猴子和猿类都被观察到在有条件
的情况下会食用鱼类和贝类。
当人类沿着地球上的海岸线迁移时,在这些古老的路线上不时就会
发现成堆的被丢弃的贝壳。从北极到非洲南部海岸,再到南美洲的最南
端,在涨潮间隙总有收集软体动物的人,那些被他们丢在一旁的贝壳证
明他们世世代代都是以此为食。海产品富含Omega–3脂肪酸(欧米茄–
3),它对大脑的发育至关重要,因此这种食物在我们的进化过程中可
能有极其重要的营养价值。必需营养素都是很关键的化合物,而且它们
就像某些氨基酸一样,是我们的细胞无法自行合成的,因此必须要通过
食物来获得。
最古老的贝丘来自16.5万年前中石器时代的非洲,在那里,一些最
早期的人类居住在一个可以远眺印度洋的洞穴中。从那里留下来的废弃物中,我们得知它们是狩猎采集者,所食用的贝类至今仍能在这个地区
被找到。其中包括几种贻贝、很多帽贝和一种带壳的大海螺,在南非荷
兰语中被称为“Alikreukel”(南非蝾螺),它的壳上有像包头巾一样的密
集的螺纹,只需要6只,就可以做出一顿不错的晚餐。
这个不同寻常的洞穴位于南非西开普省的尖峰地区(Pinnacle
Point),是由亚利桑那州立大学的人类学家柯蒂斯·马雷恩(Curtis
Marean)发现的。他写道,自己无意中找到这个洞穴并不是单纯靠运
气,他来到这里是因为他知道从大约19.5万年前开始,也就是我们人类
在非洲诞生后的数万年间,冰期寒冷而干燥的气候使得非洲大部分地区
变得不适宜人类生存。
这次冰期引发的种群崩溃,导致人类数量从约一万个有繁殖能力的
个体减少到可能只有几百人,在遗传方面的影响也仍然被深深印刻在现
代人的基因组中。马雷恩推断,这些幸存者就是我们的祖先,他们可能
在南非西开普省找到了避难所,因为周边海洋的影响使那里的气候变得
温和。这里能为人类提供两种食物来源,而且这两种食物不会像其他地
方那些狩猎采集者赖以为生的猎物那样,受寒冷干燥气候的影响而减
少,它们就是海产品和当地盛产的一种奇特植物的鳞茎。这些中石器时
代的鳞茎,就相当于今天烹饪贻贝时所用到的洋葱。
现在的海平面比16.5万年前的要高很多,因为那个时候大量的水都
以冰的形式被固定在陆地上,因此所有靠近海岸的有人居住过的洞穴都
已经被海浪淹没或冲毁,没有留下任何有考古价值的沉积层。而人类在
尖峰地区的洞穴中居住过的证据却被保存下来,这是因为洞穴地处内
陆,而且在高高的悬崖上。从那里的考古遗迹中,我们发现这个洞穴只
是断断续续地有人居住,也许只有当海平面变化,海岸线移动到足够近
的地方,让人类能够方便地获得贝类的时候,才会有人住在这里。
马雷恩提出,大多数证明人类曾经在该地区居住过的考古学证据都
被埋在近海的沉积物中。人们已经在更靠北的厄立特里亚沿海,也就是
红海的浅水区,发现了这样的证据,只不过年代要短一些。在对当地的一座珊瑚礁进行挖掘之后,考古学家发现了数百件嵌在珊瑚中的石器,珊瑚随着海平面的上升慢慢把这些石器包裹起来。这些发现可以追溯到
12.5万年前,周围还有31种可食用软体动物的遗骸,其中包括牡蛎和大
量的贻贝,还有两种可食用的蟹类,以及很可能是用来取出美味蟹肉的
石器。
红海沿岸是人类离开非洲前最后停留的地方。我们不知道有多少次
没能成功的冒险是从这里开始的,可能有很多。但我们知道在这些冒险
者之中,至少有一个人的后代一路来到中国,因为在那里考古学家发现
了10万年前解剖学意义上的现代人的牙齿。然而,这些开拓者似乎已经
逐渐消失了,因为生活在非洲以外地区的现代人的基因显示,所有人都
是更晚的一批迁移者留下的后代。
在尖峰地区的首批居住者开始食用贝类之后,我们人类(智人)的
活动范围在接下来的5万到6万年间一直局限于非洲大陆,但在差不多同
一时期,看起来比我们更能适应寒冷气候的尼安德特人已经遍布整个欧
洲,并且主要生活在西班牙南部海岸附近。从尼安德特人洞穴中找到的
许多贻贝壳外表面都被烧焦了,这说明它们在火中被烤过。
尼安德特人烹饪海鲜的技术是不是比我们人类更加高超呢?如果我
们两个物种之间举行过石器时代烹饪赛的话,应该是在大约10万年前,当时来自北非的智人沿着地中海南岸向东迁移,并且来到现在的以色
列。很久之后才成为农业发源地的亚洲西南部地区在那时已经是尼安德
特人的家园,不管我们是在争夺食物的过程中被它们打败,还是单纯地
被它们的烹饪术所压制,智人都没能存活下来。
大约3万年后(也就是距今7.2万年),我们第一次成功地离开非
洲。尽管这还是一次沿海迁徙,把海产品作为食物,不过这次人们选取
了穿过红海向北的路线,然后沿着阿拉伯半岛的海岸进入印度。为什么
能从红海中获得充足食物的人们要经历长途跋涉离开非洲呢?实际上我
们尚不清楚这个问题的答案,不过有可能是不断增长的人口对沿海的食
物资源造成压力。我们所知道的就是,这次迁移是我们人类占领全球的过程中不可替代的起点。
用“不可替代”来形容这个事件有两方面的含义——既不同寻常,又
独一无二。在大约7.2万年前一个晴朗的日子,一小群人从非洲之角出
发,横渡红海进入阿拉伯半岛。如今非洲以外地区的全部人口,即全球
大约60亿人都是这些人的后代。我们之所以知道这一点,是因为它就被
记录在我们的基因中。非洲人口在基因上有丰富的多样性,不同民族之
间的差异也很大。相比之下,世界上其他地区的人口在基因上却很统
一,所有人的基因加起来,在非洲多样的人类基因中的占比也很有限,因为这些基因都来自完成迁移壮举的那些人,大概只有几百人。在迁移
过程中,我们离非洲越远,我们原本的遗传多样性就越少。这说明每一
次迁移都是由一小部分个体完成的,他们脱离大部队、迁移、扎营,然
后建立自己的聚落,当定居下来的人越来越多,又会有人选择另立门
户。
人类在大约7.2万年前成功离开非洲之后,主要还是继续沿着海岸
线前进,以海产品为食,因为我们在非洲沿海生活的时候已经习惯了这
种生活。我们沿着印度海岸,在大约4.5万年前到达澳大利亚,熟悉的
贝丘也是从那个时候开始在当地出现的。
遗传学证据告诉我们,在沿海岸线迁徙的途中,不时有成群的人离
开,进入内陆地区。其中一群人的后代在4.5万到5万年前首次进入欧
洲。4万年前,亚洲腹地被晚一些离群的人类占据,他们从东亚沿海出
发,向内陆前进,成为第一批回到西半球的迁移者,这条路线也是后来
连接中国与欧洲的著名的丝绸之路。
大约在1.6万年前,环太平洋地区的迁移者沿着海岸线一路向北,已经到达了西伯利亚。尽管大部分陆地仍被冰雪覆盖,但沿海地区的冰
已经消失,从而形成了一条通往北美洲西北部的通路。从阿拉斯加到智
利,所有的美洲原住民都是第一批亚洲移民的后代。从北方的这个落脚
点开始,人们分散开来,而且大家选择进入北美洲的路线似乎都各不相
同。我们知道佛罗里达在14 550年前就有人居住了,因为在那里发现了当时被宰杀的乳齿象的骨头。而其他人则沿着太平洋海岸,在14 600多
年前到达了南美洲的智利。时至今日,拥有4 000英里海岸线的智利可
以说仍是贝类美食之都,这里的鲍鱼大到可以像大块的牛肉一样被切
开。
最终,大概在一万年前的时候,太平洋沿岸的迁移者到达南美大陆
最南端的火地岛。尽管所有与首批火地岛人有关的实体证据都在海水冲
刷和距今7 750年[1]
的一次火山喷发中被摧毁,但我们还是得到了来自
近200年前生动的第一手资料,从而了解人类在这次大迁移的终点究竟
过着什么样的生活。查尔斯·达尔文在随比格尔号军舰考察期间曾去过
火地岛,在1832年圣诞节那天,他在日记中写道:
这里的居民主要以贝类为食,而且不得不经常搬家。不过,他
们每隔一段时间就会回到原来住过的地方,这一点从成堆的旧贝壳
中就可以看出来,这些贝丘通常都有好几吨重,离得很远就能一眼
看到,因为上面总是长着某些亮绿色的植物。
达尔文非常同情火地岛人,因为他们通常穿着残破的海豹皮或者完
全赤裸,遭受着风吹雨打,还要在温度接近冰点的时候睡在潮湿的地面
上。“不管冬天还是夏天,晚上还是白天,只要大海退潮,他们就得起
来到岩石中收集贝类。”
火地岛的比格尔海峡正是以达尔文坐过的那艘军舰命名的,最近有
人发现这里到处都是贝丘,哪怕是那种只有靠独木舟才能到达的最不起
眼的地方也是一样。大多数贝壳都来自不同种类的贻贝,最大的贝丘堆
积达3米,直径达50米,说明人类对贻贝群落进行了密集而长期的开
发。经过考古发掘,我们发现,人们依靠食用贝类,在这个地区生活了
6 000多年。
对于我们这种有权选择吃什么、吃多少、什么时候吃的人而言,在
海边采集贝类是一项海滨娱乐活动,而火地岛人在遇到暴风雨,无法采集贝类或划着独木舟去猎捕海豹时,往往只能挨饿。在人类历史上,这
是生活在海边的采集者常常会面临的困境。贝类曾经是用来缓解饥荒的
食物,直到最近才成为一种昂贵的美食。它们支撑我们度过了在非洲的
艰难时期,陪伴了我们6万年,在农业产生之前,是贝类为人类在全球
的沿海迁徙提供了动力。随着农业发展,出现了植物和动物驯化的新技
术以及一场饮食革命,其重要性完全比得上人类从素食向杂食的转变或
者烹饪术的发明。
[1] 在放射性定年法中,原点年为1950年,距今7 750年(7 750BP)意指比公元1950年早7
750年的时间。——编者注主食
面包——植物驯化面包在第一次被制作出来的时候,就成为饮食历史上一种新事物的
代表,这种新事物就是加工食品。显然,大片的野草并不像贻贝、鳞
茎、水果或者野生动物那样,随便拿来就可以吃。谷类植物的种子必须
要经过收割、脱粒和扬谷,使谷粒与谷壳分离,然后再把谷粒磨成面
粉,与水混合制成面团,进行发酵,最后还得烤熟之后才能食用。不
过,作为对所有这些努力的回报,面包在风味和营养上都非常出色,可
以说成了食物的代名词。
在古罗马时代,小麦和大麦在数千年的时间里一直是欧洲和亚洲西
南地区的主食。大家都知道古罗马和古希腊的城市,以及埃及的金字塔
都是用石头建造的,但同样可以肯定的是,它们也是依靠面包“建造”起
来的。在考古学的帮助下,我们不仅知道了当时的面包是什么样子,甚
至还了解了它的制作过程。
在干燥的环境中,食物和其他有机物质会被保存得相当好,因为导
致腐烂和衰败的微生物在没有水分的条件下是无法生存的。在埃及,人
们在古墓里发现了3 000到4 000年前的几百个面包,它们是供王室成员
在死后享用的,在沙漠地带的干燥气候中被保存得很好。这些面包主要
是用二粒小麦的驯化品种制成,偶尔还会加入一些水果。尽管二粒小麦
已经不再作为一种农作物进行种植了,但它却是如今人们主要种植的两
种小麦的祖先,其中一种是特别适合做意大利面食的硬粒小麦,还有一
种是由驯化后的二粒小麦与一种野生山羊草杂交得到的面包小麦。
在考古发掘中,人们发现了建造金字塔的工人们居住过的村庄,还
发现这些劳动者和王室成员一样,也以小麦面包为食。在这个拥挤的村
庄里,每家每户都有各自用来磨面粉和烤面包的器具。古埃及采用以物
易物的经济模式,而价值通常是以谷物的数量及其能够生产出的面包和
啤酒的数量来计算。劳动者的酬劳通常是只够勉强维持生计的粮食,而
高官显贵们得到的粮食却多到吃不完。
无论是生前还是死后,国王都是不会自己动手烤面包的,所以负责
给孟图霍特普二世(Nebhepetre Mentuhotep Ⅱ,卒于公元前2004年)布置墓室的祭司们,为了让国王在死后能得到不间断的面包供应,就仿照
大规模的面包房建造了一个微缩模型。这个模型现在被保存在伦敦的大
英博物馆里,其中包含13个小型人像,他们正跪在马鞍形的手推石磨
前,双手抓着一块石头,将小麦碾碎。粗糙的花岗岩磨石将岩石颗粒留
在了面粉中,制成的面包里含有沙砾,我们从埃及木乃伊严重磨损的牙
齿中就可以看出这种面包的威力。如果要长期以古埃及的面包为食,就
需要有源源不断的假牙。
在面包房的这十几位碾磨工前面,有一排小人在揉着生面团,他们
身后有三个圆柱形的烤炉,每个炉子都由一位面包师负责看管。借助在
另一个中王国时期的墓葬中发现的檐壁浮雕,我们可以想象一下在这样
一个面包房里可能发生的对话。这块檐壁浮雕是在塞尼特的墓中被发现
的,她是孟图霍特普三世时期一位最高法院官员的女性亲属。当时只有
极少数的女性有墓葬,而位于卢克索的塞尼特墓不仅罕见,其内部还以
尼罗河沿岸的生活场景精心装饰,包括捕鱼、带狗打猎、宰杀动物、处
理肉类,以及生产面包和啤酒的过程。面包师说的话都用象形文字表
示,经过破译之后,读起来就像漫画书中的对话一样。一个用手推石磨
碾磨谷粒的女人虔诚地说道:“愿这个国家的众神把健康赐予我强大的
主人!”她的一位同伴说的话在岁月侵蚀下只剩下了最后的部分:“……
这是为了做食物。”也许她想说的是自己这次磨的面粉并不是用来酿造
啤酒的,在那个时代,啤酒都是用小麦和大麦制成的。在面包房里工作
的男人抱怨道:“我这么努力地工作……你们谁也不给我一点儿休息时
间”,还有“这柴火还是湿的……”,边说边举起一只手挡着脸,以免受
到烟雾和热气的伤害。
从古埃及的这些场景中完全看不出时间流逝的痕迹,就好像面包和
农业一直在维持着我们的生活一样,但事实并非如此。农业起源于1万
至1.2万年前的亚洲西南部。这一地区与农业有关的最古老的证据是在
土耳其东南部的安纳托利亚发现的,不久之后,农业就出现在整个亚洲
西南地区,所以这里也被称为新月沃土。这片区域的其中一部分从安纳
托利亚开始,沿弧线向南延伸,经过今天的黎巴嫩、以色列和约旦,一直到达埃及的尼罗河河谷,另一部分从安纳托利亚向东经叙利亚北部进
入伊拉克,再向南穿过底格里斯河和幼发拉底河灌溉的古美索不达米亚
地区。根据约4 000年前的泥板文献记录,在当时的美索不达米亚大约
有200种面包,它们所使用的面粉种类、加入的其他配料、制作面团和
烤制面包的方式,以及成品最后呈现出的样子都各不相同。
二粒小麦应该是第一种被驯化的作物,不过很快就有其他物种也进
入这一行列,构成了8~9种基础作物。除了二粒小麦外,新月沃土上的
第一批农耕者还驯化了单粒小麦、大麦、小扁豆、豌豆、鹰嘴豆、野豌
豆、亚麻,可能还有蚕豆。直到今天,你还是可以在新月沃土找到所有
基础作物的野生祖先,不过有一种作物例外,那就是蚕豆。尽管人们做
了大量的植物调查工作,但还是没有发现蚕豆的野生祖先。野生蚕豆可
能已经灭绝了。地图3 西南亚新月沃土
在一个地区发现这么多适合耕种的野生物种似乎有些巧得出奇,但
这背后有很充分的进化方面的原因,那就是气候。在新月沃土地区,降
雨的季节性很强,而且难以预测。干旱的气候和不确定的降雨很有利于
野生植物的三种特性的进化,从而使它们尤其适合作为驯化作物的原材料。第一种特性是生命周期短。生命周期短的一年生植物生长和成熟得
都很快,在干燥炎热的夏季,植物在死亡之前能够结下大量的种子。
一年生植物不仅种植和收获方便,而且收成很好,多产就是它们的
第二种关键特性。由于一年生植物只有一次繁殖机会,所以和繁殖过程
可以持续好几年的多年生植物相比,它们会把更多可用的能量用于结种
子。因此,我们所有的粮食作物都是一年生的,包括在其他地方被驯化
的作物,比如美洲的玉米和向日葵、非洲的高粱和珍珠粟,还有亚洲的
水稻。一年生植物能让我们的付出获得最大的回报,而且通过人工选
择,这种潜力可以最大限度地被发挥出来。
新月沃土地区的野生一年生植物之所以能成为如此适合驯化的原材
料,还有一个原因就是它们的种子比较大。干燥的气候有利于大种子的
进化,因为在种子发芽时,幼苗为了生存必须要生根,根会为生长中的
植物提供水。在干燥的环境下,根需要进入土壤深处去寻找水,而幼苗
只有在拥有大量养料储备的情况下才能长出比较长的根,这就意味着种
子必须要大。
如今不管在澳大利亚、北美洲地区、北欧地区,还是非洲南部地
区、印度或者乌克兰,你都能看到收割之前光彩夺目的金色麦田,这所
有的一切都和新月沃土地区最初的野生谷田几乎完全一样。在土耳其、以色列和约旦的岩石地面上,我们仍然能找到长有二粒小麦、大麦和燕
麦的野生谷田。在美国有一位研究作物进化的权威人士,叫杰克·哈兰
(Jack Harlan,1917—1998),他在20世纪60年代来到土耳其东南部的
安纳托利亚,并在那里发现了天然生长在喀拉卡达山斜坡上的大片野生
单粒小麦。作为试验,他用一把带有火石刀片的古代镰刀的仿制品,想
看看在一个小时内自己能收集到多少野生谷物。尽管由于谷穗破裂,损
失了一些谷粒,但哈兰还是在一个小时里收集了近2.5千克的小麦。在
脱粒后,重量少了一半,按重量计算,野生小麦的蛋白质含量为23%,比一些现代已驯化的品种还要高50%。
哈兰的计算结果表明,如果一个家庭按照谷物成熟的顺序,先收割山坡底部较早成熟的小麦,然后再从下向上收割更高处稍晚成熟的小
麦,那么这家人只需要三周的时间就能收集到足够他们吃整整一年的谷
物。哈兰想知道,在收成这么好的情况下,为什么还会有人要在野生谷
田像耕地一样密集的地方种植谷物呢?如果野生谷物可以无限量地收割
下去,为什么人们还愿意去犁地和播种呢?答案就是,在很长一段时间
里,从野外采集到的谷物有可能确实是足够的。这就解释了为什么考古
学记录显示谷物驯化花费了数千年的时间。然而最终,随着人口数量的
增加,驯化和耕作就成为一种必然的趋势。
考古遗址中有大量证据证明,人们是如何开始采集野生植物的种子
作为食物,又是如何开始通过人工选择来培育和改良这些种子的。2.3
万年前,生活在以色列加利利海(又名基尼烈湖)沿岸的人们采集到了
野生的二粒小麦和野生大麦。像小麦、大麦和燕麦这样的野生谷物都是
有谷穗的,到了成熟期,谷穗就会破裂,把种子传播出去。自然选择使
所有物种的下一代都掌握了散布种子的方法,这有助于它们的生存和繁
殖。然而,当对植物进行培育和驯化的时候,散布种子的这种模式会随
之改变。在这种情况下,繁殖最快的是那些结的种子能被收集起来,然
后再次进行播种的植株。因此,经过反复多次的收割和播种,就能选择
出那些在收获过程中麦穗不会破裂的植株。
在驯化的早期阶段,从野外收集到的谷物与考古学记录中经过培育
的谷物是无法区分的。随着驯化程度的加深,阻止谷穗破裂的基因通过
人工选择,出现的频率变得越来越高。不破裂的谷穗会牢牢固定住自己
的种子,在脱粒过程中,必须要靠机械力才能将这些谷穗打开。当不破
裂的谷穗在农场里进行脱粒时,不会像野生品种那样干净利落地自然裂
开,而是会在破裂后留下锯齿状的边缘。因此,较多的锯齿状裂口(用
单透镜就可以看到)是谷物驯化的标志性特征。第一种出现在考古学记
录中的粮食作物二粒小麦就具有这种驯化特征。
在新月沃土地区,我们发现的年代最久远的驯化作物位于土耳其东
南部安纳托利亚的恰约尼。在大约一万年前,那里的人就开始种植二粒小麦,但当时驯化品种的麦粒相对较小,与野生品种极其相似。恰约尼
的居民还种植了豌豆、兵豆和亚麻。尽管在写这本书的时候,从驯化的
标志性特征来判断,恰约尼是有直接证据证明的最早开始种植谷物的地
方,但还有其他的考古学证据表明,当时农耕在这个地区已经相当普遍
了。作物驯化可能在进行了几百年甚至几千年之后,其特征才开始变得
明显起来,在此期间,各种基础作物一直在驯化的作用下进化,同时与
各自的野生祖先杂交,并在新月沃土地区数百千米范围内的农民之间被
交换。
不破裂的谷穗是确定某种粮食作物是否被驯化的第一个考古学标
志,但驯化也会筛选出作物不同于野生祖先的其他特征,特别是更大尺
寸的谷粒和没有休眠期的种子。当耕种技术开始传播,那些被带到其他
地区的驯化作物就必须要适应新的气候。查尔斯·达尔文在他有关动植
物驯化的书中写道:
当第一批欧洲殖民者到达加拿大时,(他们)发现这里的冬天
对于来自法国的冬麦来说太严酷了,而这里夏天对于夏麦来说往往
也太过短暂了。后来,他们从欧洲北部引进了一种夏麦,收成非常
好,而在此之前,他们还以为自己的国家不适合种植谷类作物。
如今,适应加拿大气候的各种小麦都种植得非常成功,以至于在
2013年大丰收之后,都找不到足够的火车车厢来运输3 700万吨的粮
食。这就是适应带来的好处。
尽管现在有成千上万个小麦品种,而且其中大部分是面包小麦,但
这所有的多样性都是以两个重大的进化事件为基础的。第一个事件发生
在50万到80万年前,当时一种山羊草和野生小麦杂交产生了野生的二粒
小麦。第二个事件发生的时间离现在要近得多,那就是二粒小麦和另一
种类似杂草的山羊草杂交,产生了所有面包小麦的祖先。截至写这本书
的时候,这一事件发生的年代仍然无法确定。根据一项研究,它可能就发生在8 000年前新月沃土地区的某片耕地中,也就是在二粒小麦被驯
化之后,但另一项研究认为,这一事件至少发生在23万年前,也就是说
比现代人的起源还要早。在面包小麦品种的进化史上,不管这两次杂交
是什么时候发生的,结果都是增加了一整套染色体,所以现在的面包小
麦品种有三套完整的染色体。
面包小麦庞大的基因组比我们人类的要大5倍,这给它的进化提供
了极大的遗传潜力,因为不管是自然选择还是人工选择,都需要以基因
变异作为原材料,来形成新的品种。而基因变异最主要的来源是DNA复
制时的突变或者随机错误。正如你预料的那样,随机突变在大多数情况
下是有害的。在只有一套染色体的生物体内,突变所造成的伤害会减缓
进化的速度,但在有三套染色体的时候,就有足够的试验空间。打个比
方说,面包小麦这一品种同时有一条腰带、一条背带和一条松紧带在拽
着它的遗传“裤子”。这种“三重保障”的基因组使得面包小麦这一品种在
进化过程中展现出巨大的多样性,能产生适应不同环境的品种。
基因变异是进化的原材料,而不同的地方种群中所包含的遗传变异
就是育种者用来改良作物的原材料。适应当地环境的作物品种就像某种
语言的本地化版本一样,包含很多可以在发源地之外的地方找到用武之
地的新词(也就是新基因)。英语中有很多这样的词汇,尤其是在饮食
方面。例如,“whisky”(威士忌)一词来自盖尔语,“chocolate”(巧克
力)来自纳瓦特尔语,“chutney”(酸辣酱)则来自北印度
语,“bagel”(百吉饼)来自意第绪语,而“hominy”(玉米糊)
和“persimmon”(柿子)来自波瓦坦语。而被称为地方品种的本地作物
就像方言一样独特,在接受人工选择以迎合当地种植者口味的同时,它
们还经历了几千年的自然选择,既适应了当地的气候,又具有了对抗地
方病的能力。这种适应不管是对农作物还是对我们而言,都是生死攸关
的大事。
尽管谷物驯化极大地增加了人类可获得的食物数量,但也让我们的
生存问题与作物的健康状况紧密联系在一起。非常依赖面包的古埃及人曾经就遭受过饥荒。在《旧约全书·创世记》(Old Testament Book of
Genesis)中就有这样一个故事,讲的是法老做了一个奇怪的梦:
他再次入睡后,又做了一个梦。梦到一根茎秆上长出了7个谷
穗,繁茂而茁壮。
之后又长出了7个细弱的穗子,东风一吹,它们就蔫了。
那7个细弱的穗子吞食了7个饱满的穗子。法老醒来,发现原来
是一场梦。
根据《圣经》中的讲述,法老问他的占卜者们,这个梦是什么意
思,但(最不可思议的是)这些人都被难倒了,于是法老派人找来做奴
仆的希伯来人约瑟夫(Joseph),后者以成功解梦而闻名。约瑟夫说:
整个埃及将迎来7个丰收年,之后将要经历7年的饥荒,届时在
埃及的土地上,将没有人记得丰年是什么样子,因为饥荒将毁灭这
个地方。
睿智的约瑟夫随后建议法老把丰年收获的粮食储存起来,以防作物
歉收引起的饥荒。这真是极好的忠告。
当然,谷物和其他种子这么容易储存,正是因为自然选择是为了满
足植物生命周期的需要而设计的。种子中储存着植物早期生长所需的养
料,而我们却将这些养料据为己有,成为靠农作物为生的“寄生虫”,但
不幸的是,还有其他和我们一样的“寄生虫”。我们的竞争对手有病毒、细菌、真菌、啮齿动物和昆虫,比如《出埃及记》(Exodus)中讲到的
十大灾难里的蝗虫。
锈菌引起的疾病对谷类作物来说是最大的威胁之一,因为这些真菌
不仅生命周期短,进化快,并且孢子很小,可以轻松地借助风进行传
播。1998年,在乌干达出现了一种被称为Ug99的秆锈菌,并很快蔓延到非洲所有的小麦种植区,对全世界13的小麦作物造成威胁。尽管有
90%的面包小麦品种容易感染Ug99,但幸运的是,人类已经可以利用较
为罕见的抗性品种的基因,培育出能够抵抗Ug99的高产品种。
对于我们所有的农作物来说,粮食安全取决于能否持续应对不断演
化的疾病所带来的挑战。在这场战斗中,各种含有抗病基因的作物品种
和地方品种就是我们的武器。苏联科学家尼古拉·伊凡诺维奇·瓦维洛夫
(Nikolai Ivanovich Vavilov,1887—1943)可以说是为提高全球粮食储
备做出最大贡献的植物育种家之一。作为科学家,他的经历非常悲惨,尽管他的贡献养活了上千万人,但自己却饿死了,如今他已经成为公认
的贡献杰出的科学家。
从农学院毕业后,瓦维洛夫开始研究作物病害,以缓解肆虐俄国的
周期性饥荒。他意识到,不同作物品种之间在抗病性方面的差异可以用
当时刚刚创立起来的遗传学来解释,于是在1913年,瓦维洛夫利用来到
英国剑桥的机会,与遗传学的创始人之一威廉·贝特森(William
Bateson)一起进行了研究。
在剑桥的时候,瓦维洛夫阅读了很多查尔斯·达尔文的私人藏书
(当时都被保存在大学里),为自己未来的研究找到了灵感。达尔文显
然对作物的遗传变异和地理变异在新物种进化中的作用很感兴趣,这给
瓦维洛夫留下了特别深刻的印象。第一次世界大战爆发时,瓦维洛夫返
回俄国,开始了长达30年孜孜不倦的采集、研究和游历。
瓦维洛夫为了完成采集工作,远赴欧洲、北非、北美洲、南美洲、加勒比海地区、西亚地区,以及阿富汗、中国、日本,收集所到之处的
作物种子。只要有机会,他就会把数百千克的种子,连同有关抗病性和
采样地点的海拔与位置的记录一起运回位于当时的列宁格勒(今圣彼得
堡)的研究所。到了20世纪30年代初,瓦维洛夫已经收集了多达20万个
样本,其中有3万个小麦品种就被种植在他的研究所附近。
瓦维洛夫之所以不远万里地进行采集,是因为他坚信任何作物在其
最初被驯化的地区所表现出来的遗传多样性都是最高的。尽管这个理论没有经受住时间的考验,但他确实在山地发现了一些遗传多样性最高的
区域。这使得他开始探索一些最难到达和最危险的地方。
20世纪30年代后期,瓦维洛夫开始撰写一本名为《五大洲》(Five
Continents)的书,讲述自己在收集植物时的冒险故事,但在这本书尚
未出版时,很多与瓦维洛夫一起工作的科学家,最终还有他本人都付出
了生命的代价。20多年间,人们一直以为《五大洲》手稿已经丢失,但
在20世纪60年代早期,瓦维洛夫得以平反之后,他的秘书A.S.米希纳
(A.S.Mishina)透露自己将这本书的大部分手稿都藏了起来。
瓦维洛夫曾经迫切想要去探访的地区包括阿比西尼亚(就是现在的
埃塞俄比亚)和邻国厄立特里亚的山区。在《五大洲》这本书中,瓦维
洛夫描述了自己为获得在阿比西尼亚游历的许可而与拉斯特法里(Ras
Tafari)会面的经过,后者就是后来的海尔·塞拉西(Haile Selassie)皇
帝。埃塞俄比亚高原的多样性果然没有让瓦维洛夫失望,他在书中写
道:“这里表现出的品种混合程度简直令人难以置信。只是为了获得代
表单块田地中植物构成的样本,就需要收集上百个谷穗。”瓦维洛夫还
非常兴奋地写道,他在青尼罗河上游的阿克苏姆附近的一块田地里,发
现了一种硬粒小麦,事实上植物育种者一直在努力培育这种小麦,但几
十年都没有成功,结果在这里,大自然自己创造出了这样一种植物。
在去厄立特里亚的路上,瓦维洛夫的同伴们因为害怕强盗而变得焦
躁不安。“为了鼓励他们,我必须得走在前面。过了河之后,我们只走
了几个小时,就看到有人带着枪从茂密的灌木丛后边出现,那枪显然是
用来攻击旅行团的。”强盗们看到一个欧洲人站在探险队的最前面,也
知道欧洲人在旅行时会全副武装,于是就开始礼貌地鞠躬,邀请探险队
去他们的村庄过夜。“当时已经很晚了,我们得找个地方过夜,但我们
该如何应对眼下这种局面呢?”这几个苏联人决定给他们最好的左轮手
枪装上子弹,喝了足够多的咖啡,以确保他们在夜间不会打瞌睡,还把
他们最后的两瓶五星级白兰地作为礼物送给强盗首领。“向导回来的时
候已有几分醉意,不过他还带回了炸鸡、一罐蜂蜜和一大摞用埃塞俄比亚画眉草做成的煎饼。”地图4 尼古拉·瓦维洛夫的种子采集之旅
埃塞俄比亚画眉草这种谷物的种子很小,比小麦、黑麦或大麦的种
子要小得多,不过和那些经过驯化的作物一样,埃塞俄比亚画眉草的谷
穗也经过了人工选择,成熟后不会破裂。尽管埃塞俄比亚画眉草是埃塞
俄比亚特有的一种作物,但其驯化前的野生近亲品种在热带和温带地区
分布很广。只有埃塞俄比亚人喜欢吃这种与众不同的面粉做成的面包,并把野草变成了一种作物。埃塞俄比亚画眉草种子的谷蛋白含量很低,因此用它制成的面团并不具备小麦面包发酵的那种弹性。埃塞俄比亚画
眉草面粉在与水和香料混合后,会被放在一旁进行发酵和增稠。然后面
糊会被倒在一个滚烫的烤盘上,这样做出来的巨大煎饼就叫作英吉拉
(injera)。它们含有一定的水分,有弹性,上面还有在烹饪过程中由
于气体逸出而留下的小孔。英吉拉吃起来有一点儿酸味,而且和世界各
地的其他饼类一样,在餐桌上人们通常用它们把其他食物兜住或者包起来,然后一口放进嘴里。
尽管瓦维洛夫的向导从强盗营地那里带回来的英吉拉从植物学角度
来说是很独特的一份礼物,而且其他的食物也很美味,但聪明的苏联人
还是决定不能相信这伙人表面上的热情好客。酒精让盗贼们渐渐失去了
意识,而咖啡却让他们意图袭击的对象越发清醒,瓦维洛夫的团队就这
样得以成功逃脱。凌晨3点,探险队收拾行装匆匆离去,留下仍在熟睡
中的强盗。
可悲且具有讽刺意味的是,在工作中勇敢无畏,经历过死里逃生的
瓦维洛夫却因为一场无妄之灾而失去了性命。
不过,瓦维洛夫的故事还有一个苦乐参半的结尾。1941年6月,德
国军队迅速越过苏联边境,9月,他们到达列宁格勒城外,遭到了苏联
人的激烈抵抗。苏联政府最终认为研究所中存放的种子需要被抢救出
来,并制订了转移种子的计划。德国人也计划夺取这些种子,并组建了
一支名为“苏联回收突击队”(Russland-Sammelcommando)的德国纳粹
党卫军特殊部队来完成这项任务。苏联人成功地将一小部分种子转移到
了安全地带,但最大也是最重要的一部分种子,还有一些坚持留下来保
护种子的员工仍被围困在这座城市中。这些科学家中有很多人死于饥
饿,但却守护了这些原本可以帮助他们缓解饥饿的珍贵种子。
德国人打算通过轰炸将列宁格勒夷为平地,但希特勒的狂妄自大不
经意间使得研究所和种子并没有遭到彻底的毁坏。这位纳粹领导人坚信
自己会占领这座城市,而且已经派人为他准备在阿斯托里亚酒店举行的
庆功宴印制请柬,瓦维洛夫的研究所碰巧就在阿斯托里亚酒店和德国领
事馆附近,躲过了最严重的炮击。
1979年,传记作家G.A.戈鲁别夫(G.A.Golubev)研究了瓦维洛夫
收集的种子和他的育种计划对于苏联农业的影响,直到那时,人们才终
于意识到瓦维洛夫留给世界的遗产有多么重要。根据戈鲁别夫的计算结
果,在苏联80%的耕地上种植的农作物品种都源自瓦维洛夫研究所里存
放的那些种子。约1 000个新品种是以瓦维洛夫的名字命名的,而这些品种每年能多生产500万吨粮食,按当时的官方汇率计算,其价值超过
15亿美元。
像瓦维洛夫创造出的这种“种子库”在基因方面有丰富的多样性,从
而使作物和它们的野生祖先相比,能够适应的气候范围更广,生长的地
理区域也更大。面包小麦品种就是一个很好的例子,正是因为它的基因
组适应性强,才有了成千上万个不同的品种。然而即便如此,小麦也是
有局限性的,全球气候变暖已经给全球的粮食产量带来了负面影响。如
果品种多样性的潜力已经把一种作物对于气候的适应性推到了极限,那
么这时候最好的战略应该是选择另外一种能更好地适应当下气候的作
物。瓦维洛夫在他的第一次远征中,就目睹了这样的变化。
1916年,也就是在十月革命爆发的前一年,在波斯(今伊朗)进行
采种远征的瓦维洛夫采集到了大麦、黑麦和小麦的地方品种,其中还包
括当地一种对霉菌病完全免疫的小麦。在收集种子的时候,瓦维洛夫观
察到冬麦田里到处都是如杂草一般的黑麦,而且在山区里海拔越高的地
方,长势不佳的小麦就越容易被黑麦取代。根据这一发现,他提出黑麦
最初只是麦田中的一种杂草,后来在与小麦一起被收割的过程中意外经
历驯化,并在小麦生长不良的地方被当作了一种替代品,如今这个观点
已经被普遍接受。
黑麦是一种比面包小麦更耐旱的作物,更适合于贫瘠的土壤和寒冷
的气候,最北可以被种植在北极圈内。这种谷物的蛋白质含量很高,而
且含有一种罕见的碳水化合物,叫作阿拉伯木聚糖(也叫戊聚糖)。阿
拉伯木聚糖能吸收大量的水,在自然环境下这些水有助于黑麦种子的萌
发,而在烹饪中则使黑麦粉的保水能力达到小麦粉的4倍。小麦面包会
很快变硬,因为面包里面的淀粉在烹饪和冷却后会结晶和硬化,不过这
个过程是可逆的,这也就是为什么在加温后面包又会变得新鲜。相比之
下,阿拉伯木聚糖在冷却后仍然是软的,从而大大延长了黑麦面包的保
质期。
黑麦曾是北欧和东欧的穷人赖以为生的食物,如今在这些地区仍然很受欢迎。19世纪,这些地区的移民来到美国,由于人们对黑麦的需
求,这种作物开始被广泛种植。到了20世纪60年代,随着对黑麦的需求
减少,黑麦的种植数量也越来越少,不过却发生了一件奇怪的事情,黑
麦开始作为一种杂草出现在其他作物中。到了21世纪初,美国西部有
100万英亩[1]
的农田里到处都是黑麦,一年就会造成2 600万美元的损
失。针对这种情况,人们提出了各种各样的理论:或许后来出现的这种
黑麦是一种新的杂交体,或者有可能这种作物在曾经被人为种植过的田
地里已经能够自我繁衍了?在对黑麦的特性及基因进行研究之后,我们
发现这两种观点都是错误的。事实是,黑麦在旧世界意外被驯化,然后
作为一种农作物被带到新世界,最后又在北美洲变回了杂草。单个基因
的改变使黑麦恢复了落粒性(这对于野生植物传播种子是非常有利
的),而且种子也变得像野生品种一样小。抛开农业对我们人类自身进
化的影响不谈,没有什么能比黑麦的例子更能证明进化是如何持续不断
地发挥作用的。
作物驯化的过程不仅让农作物在进化中有了重大的改变,也直接和
间接地影响了我们人类自己。20世纪30年代,澳大利亚历史学家V.戈登
·柴尔德(V.Gordon Childe)在自己的著作中,把约1万到1.2万年前发生
在新石器时代的事件称为一场革命,因为人类社会在这一时期发生的变
化实在太重要了。新石器革命的意义如何夸大都不为过。为了耕作,人
们开始在某个地区永久居住,产出的余粮使人口得以增长,并且让一部
分劳动力有机会从事与食物采集的基本需求完全无关的工作。如果没有
新石器革命,那么一万多年后人类历史上的另一个转折点——工业革命
也是不可能发生的。
尽管农业带来了充足的食物,但对于新月沃土地区的第一批耕作者
来说,向以谷物为基础的高淀粉饮食转变并不是一件特别有益健康的事
情。有证据表明,为了适应这种全新的饮食方式,我们的唾液发挥了很
大的作用。对着眼前的食物流口水当然是不礼貌的,但美食的香味总是
被人形象地描述为“令人垂涎”,正是因为食物的气味刺激唾液腺分泌出大量唾液,让我们为享用大餐做好准备。唾液的主要成分是水,还有多
种不同的酶,其中就包括一些开始消化时用到的酶,所以说消化的起点
在口腔,而不是胃。唾液中可能有高达一半的蛋白质都是一种叫作α–淀
粉酶的物质,这种酶可以将淀粉分解成糖,不过并不是所有人的唾液中
都有相同含量的α–淀粉酶。
尽管唾液中α–淀粉酶的含量会受到各种因素的影响(比如说压
力),但是导致人与人之间有差异的一个主要原因是他们经遗传得到的
α–淀粉酶基因的拷贝数不同,可能是1~15之间的任何一个数字。我们并
不清楚为什么这种特定基因的拷贝数会有如此大的差距,但是,新石器
革命似乎提高了大量食用淀粉的种群的平均拷贝数。
在一项研究中,人们比较了三个高淀粉饮食种群和4个低淀粉饮食
种群中α–淀粉酶基因的拷贝数。高淀粉组包括日本人、有欧洲血统的美
国人(他们通常会吃大量的谷物,比如大米、小麦和玉米),还有非洲
一个名叫哈扎的狩猎采集部落,尽管哈扎人不从事农业活动,但会采集
和食用富含淀粉的块根和块茎。而低淀粉组包括另外三个非洲部落和一
个西伯利亚部落。研究发现,在α–淀粉酶基因的拷贝数上,高淀粉组的
人要比低淀粉组的人平均多出两个。这表明数量更多的α–淀粉酶基因可
能是对高淀粉饮食的一种进化性适应。
基因拷贝数的差异一定在农耕开始之前就出现了,所以我们不难想
象,自然选择会如何对群体中这种预先存在的差异施加影响,从而让那
些吃面包、大米,或者块根和块茎时能更好地消化淀粉的人获益。但这
个理论有一个美中不足的地方,那就是实际上大部分淀粉都不是在口腔
里被消化的,而是被消化道里的另一种由胰腺分泌的淀粉酶所消化。与
唾液中α–淀粉酶的情况相反,胰淀粉酶的基因并没有被复制,因此不同
的人所携带的拷贝数是一样的。尽管如此,由于在口腔中与食物混合在
一起的唾液淀粉酶在胃里仍然可以发挥作用,所以α–淀粉酶基因拷贝数
较高的人可能确实比那些拷贝数较低的人可以更高效地消化淀粉类食
物,而这个效率假说是很容易被验证的。淀粉在被完全分解后,会产生葡萄糖,后者是为所有活细胞提供能
量的分子。因此,如果效率假说是正确的,那么在食用淀粉后,α–淀粉
酶基因的拷贝数较高的人与只有少量拷贝的人相比,血液中应该出现更
多的葡萄糖。但令人惊讶的是,这个实验出现了完全相反的结果,拥有
大量唾液淀粉酶的人和拥有少量唾液酶的人相比,前者血液中的葡萄糖
要少得多。到底是怎么回事呢?
血液中的葡萄糖含量受到胰岛素的精细调控。随血液循环的葡萄糖
过多对人体来说是很危险的,这就相当于过多的汽油进入了汽车发动
机。这样看来,拥有大量α–淀粉酶基因且淀粉摄入量很大的人确实从这
种基因组成中得到了好处。然而,这里的好处并不是他们能更高效地消
化淀粉,而是摄入大量淀粉之后,他们的血液不会处于葡萄糖含量过高
的危险之中。由于血糖过高会导致2型糖尿病,所以拥有大量α–淀粉酶
肯定是自然选择会关注的一个优势。如果这个假说是正确的,唾液淀粉
酶的作用就不仅是开始消化淀粉,还有在口腔中把淀粉分解为糖,通过
味觉受体发出大量淀粉即将进入消化道的预警。这样胰岛素就可以被提
前分泌,血糖水平也不会达到危险的程度。
谷物驯化不仅从基因上改变了人类依靠高淀粉食物生存的能力,也
影响了人类最好的朋友的进化。至少在一万年前,也许更早的时候,狗
由狼驯化而来,所以从农业诞生以来,它们就一直在我们的餐桌旁,从
我们的剩菜中觅食。狗不像人类那样有唾液淀粉酶,但通过比较狗和狼
(狼是狗的野生祖先)的基因组,我们发现在驯化过程中,有三个影响
淀粉消化的基因变异了。驯化导致的其中一个变化就是,为狗的消化系
统提供淀粉酶的基因拷贝数大幅增加。进化使得狗适应了以我们餐桌上
富含淀粉的面包屑为食的生活。
我们中的大多数人都把日常食物当作是理所当然的存在,殊不知它
们已经默默发展了1.2万年,以一切可能的方式改变着我们。当我们学
会为了达到自己的目的而引导动植物的进化时,便为新石器革命打下了
基础。农业在为人类提供食物的同时,还扩大了人类种群的规模,产出的余粮让我们有了为生者建造城邦,为逝者修建坟墓的物质基础。农业
也让我们有时间去思考自然的奥秘,并最终揭示其规律。达尔文在观察
驯化对于动植物的影响时发现,使这些生物体满足我们需要的人工选择
过程,就类似于塑造了我们和其他所有生物的自然选择。面包驯化了我
们,而此刻我们正在驯化地球。
一块面包带我们回到了农业诞生的时代,又让我们看到驯化作物对
于人类进化的影响。新鲜面包的香味不断刺激着胃液分泌,口腔中的淀
粉也在生理上让我们为接下来的菜品做好了准备。我想是时候喝汤了,你觉得呢?
[1] 1英亩≈4 046.8平方米。——编者注汤品
汤——味道汤一直在提醒着人们,所有对生命来说重要的东西归根结底都是溶
解或悬浮在水中的物质。生命本身就是从海洋中诞生的,而且很可能就
在深海热液口附近,这些喷口在涌出热水的同时,使海底温度升高,一
些有趣的化学反应随即发生。尽管查尔斯·达尔文在有关生命起源的出
版物中总是避免推论,但1871年他在写给植物学家约瑟夫·胡克(Joseph
Hooker)的信中,终于有机会提出自己的猜想,那就是生命可能诞生
于“一个温暖的小池塘,里面有各种各样的铵盐和磷酸盐,还有光、热
和电等”。
进化生物学家和博学家J.B.S.霍尔丹(J.B.S.Haldane,1892—1964)
后来把这个小池塘称为“原始汤”(primordial soup),这种叫法也被一
直沿用到现在。尽管在生命起源的问题上,持对立观点的人们偶尔为了
表示异议,曾提出生命诞生于原始的可丽饼,甚至是原始的油醋汁,但
汤始终是生命菜单上最受欢迎的第一道菜。事实上,有一位瑞士的食品
科学家甚至提出,从非生命的原始汤到生命本身的转变过程中,所有早
期的步骤都可以从类似淀粉的多糖开始,通过厨房中的化学反应来实
现。虽然我个人赞同土豆汤可以孕育出生命的观点,但我实在不愿意在
热液口上烹饪它。
让·安泰尔姆·布里亚–萨瓦兰(Jean Anthelme Brillat-Savarin,1755
—1826)是著名的法国作家,著有《厨房里的哲学家》(The Physiology
of Taste),他断言没有什么地方的汤会比法国的汤更美味,还说这并不
奇怪,因为“汤是我们国民饮食的基础,数百年的经验造就了现在的完
美”。在刘易斯·卡罗尔(Lewis Carroll)的《爱丽丝梦游仙境》(Alice
in Wonderland)中,那只假海龟(The Mock Turtle)也同样对汤充满了
热情:
美味的汤,绿色的浓汤,在热气腾腾的盖碗里装!
谁能不为这样的美味而折腰?属于今晚的汤,美味的汤!
属于今晚的汤,美味的汤!
哈洛德·马基(Harold McGee)在他的经典著作《食物与厨艺》
(On Food and Cooking)一书中,带领我们近距离地观察了一碗热腾腾
的日式味噌汤,向上翻滚的汤裹挟着轻软的食物颗粒,就好像上升的波
状云,而我们就好像从天空俯瞰世界的上帝。显然,汤里可以有很多名
堂,也充满了味道。当我们口腔里的汤汁含有营养成分或者可能有毒的
物质时,味觉会告诉我们。舌头上的5种感觉细胞能分辨出咸、甜、酸、苦和鲜这5种味道。有越来越多的科学家认为,脂肪的味道是第六
味觉,而且在舌头上也有相应的感觉细胞。亚里士多德也是这样认为
的。
味噌汤除了咸味,还有一种令人愉悦、浓厚饱满的味道,叫作鲜
味。几千年来,咸、甜、酸、苦早已成为公认的4种不同的味道,而鲜
味直到1909年才被发现。那一年,东京帝国大学的化学教授池田菊苗
(Kikunae Ikeda)发表了一篇日语论文,在文中他说道,除了当时大家
普遍公认的4种味道之外,至少还有一种味道:“这是一种独特的味道,让人感觉很‘umai’(即日语的‘美味’),这种味道是由鱼、肉等食材产
生的。最能体现这种味道的食物是用干狐鲣和海带(Saccharina
japonica)熬制的狐鲣鱼汤(日语中被称为‘dashi’)。尽管这种味道是
以主观感觉为基础的,但很多被问到的人都会马上,或者在短暂的考虑
后表示同意这种猜想……我提议把这个味道命名为umami(鲜
味)。”后缀“mi”在日语中表示“本质”的意思,所以umami其实就是“美
味的本质”。
尽管池田坚信鲜味是一种独特的味道,而且一直潜伏在我们眼皮底
下,从未被人发现,但为了证明鲜味的存在,他必须确认这种味道的化
学基础。他知道,不管自己要找的化合物是什么,它一定是水溶性的,并且存在于海带中,所以他首先对一种含水的海带提取物(也就是厨师们口中的海带汤)进行了化学分析。然后是一系列耗时费力的蒸发、蒸
馏、结晶、沉淀,还有你能想到的所有工序,总共38个步骤。池田终于
得到了一些口感粗糙,但有海带汤味道的晶体。再经过少量化学药品的
处理,池田证明了纯化后的晶体实际上就是谷氨酸。事实证明,谷氨酸
的钠盐,也就是谷氨酸钠最能提鲜。
池田谦虚地表示:“这项研究揭示了两个事实:一是海带汤中含有
谷氨酸盐,二是谷氨酸盐带来了鲜味。”实际上,他取得的更重要的成
就是,他找到了我们味觉体系的第五种味道。除此之外,池田还在理论
与实践上做出了另外两项重要贡献。在理论方面,他研究了我们为什么
要有感知鲜味的能力。谷氨酸存在于很多富含蛋白质的食物(比如肉
类)中,即使在含量很低的情况下也可以被品尝到,所以这能给我们提
供一个正面的信号,那就是我们正在品尝的食物很有营养。人类母乳中
的谷氨酸盐浓度是牛奶的10倍。我们在品尝鲜味时所获得的满足感,似
乎就是在自然选择过程中为了确保我们吃的是健康的东西而产生的。
在实践方面,池田发明了一种生产谷氨酸钠(MSG,就是味精)的
方法,并取得了专利权,如今味精已经作为烹饪的一种增味剂而得到广
泛应用。在像海带这样的海藻中,谷氨酸钠的重量能占到干重的3%,而每年在中国收获的海带多达25亿吨。海带能成为味精的优质来源,是
有生物学方面的原因的。每个细胞外面都有一层细胞膜,其作用是包裹
和保护细胞内含物。细胞膜是半渗透性的,只允许像水这样的小分子进
出。当两种浓度不同的溶液被半透膜隔开时,就会发生渗透,在这个过
程中,水分子会从浓度较低的溶液移动到浓度较高的溶液中。只有当膜
两侧的盐浓度通过水的穿膜移动达到平衡时,渗透才会停止。新鲜海藻
的含水量可高达90%,想象一下,如果海藻细胞被浸在海水中,发生渗
透的话,会发生什么——海水中高浓度的盐会导致细胞很快失水、萎缩
并死亡。解决方法就是在溶液上做文章。海藻细胞中的谷氨酸钠有助于
弥补海水和海藻细胞液之间的盐浓度差异,从而防止细胞脱水和死亡。
所以不难想象,在含盐量最高的海洋中生活的海藻,其谷氨酸钠的含量
也是最高的。相比于从海藻中提取到的白色结晶体,如果你希望找到一种更贴近
生活的谷氨酸盐的来源,你会发现它天然地存在于煮熟的番茄和各种发
酵食品中,比如豆瓣酱和日本豆面酱。上好的帕马森干酪吃起来有一种
沙砾感,那是熟化过程中自然形成的谷氨酸钠晶体导致的。不妨在你的
意式蔬菜汤里撒上一点儿!
池田发现从海带中提取的谷氨酸盐有鲜味后不久,他的一位学生从
狐鲣鱼汤的另一种主要原料干狐鲣中分离出一种肌苷酸盐的分子,并且
发现后者也有鲜味。肌苷酸是一种核苷酸,也是DNA形成过程中的一类
重要化合物,因此营养价值很高。所以说,狐鲣鱼汤中包含两倍剂量的
鲜味物质。几十年后,也就是20世纪50年代,一位日本食品科学家在研
究中发现,酵母分解后会产生鸟苷酸盐,而这种物质同样有鲜味。他还
发现,将鸟苷酸盐或肌苷酸盐与谷氨酸盐混合后,其鲜味将远超任何一
种分子单独产生的味道。于是,我们用简单的化学知识就能解释为什么
狐鲣鱼汤会成为如此美味的一种汤底,海带中的谷氨酸盐和干狐鲣的肌
苷酸盐相互结合,共同触发了一枚鲜味炸弹。
狐鲣鱼汤可能是最纯正的传统液体增鲜剂,但实际上好的原料才是
所有汤的根本出发点,而且几乎所有的食谱都包含一个步骤,那就是小
火慢煮像骨头或鱼块这样富含蛋白质的食材,获得鲜味满溢的汤汁。鸡
汤是一种极好的谷氨酸盐来源,以至于有一些菜系几乎只依靠它作为汤
底。汤底中的动物性原料是谷氨酸盐的主要来源,而同样来自动物性原
料的肌苷酸盐或者添加植物性原料或蘑菇产生的鸟苷酸盐则能提供开启
鲜味的核酸“钥匙”。
将鱼换成干香菇,我们就可以做出素食版的狐鲣鱼汤。事实上,香
菇和其他许多食用菌经过脱水,并用温水泡发之后,会成为鸟苷酸盐和
谷氨酸盐的丰富来源。泡发不应该用热水,因为这样会破坏蘑菇中释放
味道分子的酶。煮熟的番茄在做酱料和汤时能起到很多作用,其中之一
就是其中所含的谷氨酸盐有助于提鲜。有人要尝一尝蘑菇番茄比萨吗?
尽管鲜味一直就在我们的食物中,但它作为第五种味道而在日本以外的地方被接受已经是几十年后的事了。这一认知过程进展如此缓慢的
一个原因是,食盐(即氯化钠)和谷氨酸钠的味道有些相似,所以有人
说谷氨酸钠的味道就是盐的味道。不过,池田在他的论文中早就给出了
这个问题的答案。他指出,在浓度低于1∶400的盐水中,食盐的味道会
变得无法察觉,而谷氨酸钠即使被稀释到1∶3 000,我们也仍然能品尝
出它的味道。他进一步分析说,对酱油质量的检测正是基于这一原理,因为酱油既富含鲜味,也含有大量的盐。优质的酱油是在盐分被稀释后
仍然有味道的酱油。从1909年池田的论文发表,到确认他的发现的生物
学证据出现,过去了将近一个世纪。
我们对这个世界的所有体验,包括食物的味道在内,都是从我们感
觉器官中的特化细胞开始,经过一连串的反应,并通过神经通路被传递
到大脑。味觉器官是在舌头表面和上颌处被发现的味蕾。池田发现,他
自己在品尝谷氨酸盐时,大脑会收到“鲜味”信号,但这种体验是很主观
的,其他人在品尝谷氨酸盐的时候,就会认为自己只是得到了“咸味”信
号。即使稀释试验表明,谷氨酸盐能被品尝到的最低浓度比盐要低得
多,也无法让持怀疑态度的人相信这两种味道是完全不同的。
21世纪初,人们发现味蕾中一些细胞外表面的蛋白质会对谷氨酸
盐、鸟苷酸盐或者肌苷酸盐产生特异性反应,但对食盐是不会的,从而
最终确认了鲜味的确是一种独特的味道。那些蛋白质属于一个被称为受
体的分子家族,其作用类似于味觉通路上的小锁。只有形状和化学成分
都符合要求的分子才能打开受体,然后受体再向大脑发出“鲜味”的信
号。当然,我们可能并不会有意识地记住鲜味,而只是想着“嗯,真好
吃”。
事实证明,鲜味受体实际上不止一个,而是一对受体蛋白,这就解
释了为什么在用两把不同的“钥匙”开锁时,受体的反应会比用一把“钥
匙”的时候要强烈得多。第一把“钥匙”就是谷氨酸盐,而第二把“钥
匙”有可能是鸟苷酸盐(主要存在于煮熟的植物性食物和真菌中),也
有可能是肌苷酸盐(来自动物性食物)。当细胞在烹饪、分解或发酵过程中被破坏,这几种物质就会被释放出来。谷氨酸盐与某种核苷酸盐的
组合相比于谷氨酸盐本身而言,是一个更能反映食物营养品质的指标。
鲜味受体中的两种蛋白质由两种基因产生,分别叫作T1R1和
T1R3(注意,基因的名称用的是斜体字,例如T1R1,而由它们编码的
蛋白质名称则用正体字,如T1R1)。在一向以简约著称的进化过程
中,还形成了由T1R1蛋白质和另一种叫作T1R2的蛋白质结合而成的感
知甜味物质(比如糖)的受体分子。这个由三种相似的味觉受体蛋白构
成的家族与两种重要的营养物质的感知有关,所以有可能是从同一个祖
先基因进化而来的,不过截至写这本书的时候,这个假说还未被证实。
人们倾向于认为进化是一个定向过程,就像一辆没有倒挡的汽车似
的,但这与事实不符。自然选择从随机混合的有用和无用的性状中筛选
出的性状,如果不再有优势,也是有可能被淘汰的。在进化过程中,控
制无用性状的基因往往会积累突变,成为幽灵般的“拟基因”,而这些不
过只是曾经有用的基因留下的苍白阴影而已。在猫和某些只吃肉的食肉
动物中,由于它们不需要感知甜味的能力,控制T1R2蛋白质的基因也
就不再起作用。所以,你的猫即使碰到美味的甜的小鼠,也是感觉不到
甜味的。熊虽然是食肉动物,但也吃浆果,所以它们仍然拥有感知甜味
不可缺少的T1R2基因。大熊猫是熊的近亲,不过只吃竹子,所以不难想
象,它们只能品尝到甜味,而品尝不到鲜味,也就是说T1R3基因是不起
作用的。而海狮在进食时从不咀嚼,会把食物整个吞下,因此对于这些
吃鱼的家伙来说,不管是鲜味受体还是甜味受体都是多余的,这样T1R
家族的三个成员就都变成了拟基因,同样的现象也分别发生在从不咀嚼
的海豚和吸血蝙蝠身上。或许在这里我们应该警示生活在基因组时代的
孩子们:“不咀嚼就会失去味觉。”
当我从烹饪跑题到猫、熊和海狮的故事上时,我们的汤已经沸腾
了,所以我们不妨尝一尝吧。这道汤有一种令人满足的浓郁口感,我们
知道那是鲜味,还有加入的少量酒醋带来的味道,但还少了点儿什么。
是什么呢?当然,还需要一点儿盐!和其他4种基本的味道一样,咸味也有相对应的味觉受体细胞。盐或者说氯化钠(NaCl)在溶液中会离解
为带正电的钠离子(Na+)和带负电的氯离子(Cl–)。我们品尝到的,或者可以说需要的是钠离子,而它正是通过受体细胞外膜上的通道进入
了特化的咸味受体细胞。
钠对动物来说是必不可少的,因为它是所有体液的重要组成部分,其浓度处于精细的调控之下。食物中低浓度的盐是很受人喜爱的,即使
在浓度比能品尝出咸味的程度低很多的情况下,盐也可以起到改善风味
的作用,而另一方面,高浓度的盐可能会令人反感,毕竟没人愿意喝海
水。据说有夜总会给洗手间里的自来水加盐,从而迫使口渴的客人购买
昂贵的瓶装水来补充水分。
在对小鼠的研究中,我们发现感知咸味的味觉受体细胞实际上有两
种。一种能感知低浓度的钠(而且只有钠),促使个体产生趋盐行为。
而另一种细胞只能感知到高浓度的氯化钠和其他盐类。对第二种咸味受
体细胞的刺激会导致避盐行为。尽管我们尚不清楚人类是否也有两种咸
味受体细胞,但这似乎很有可能。如果是这样的话,把“恰到好处的
咸”和“难以忍受的咸”看作不同的味道就合乎逻辑了,这样的话,那就
可以说至少有6种基本味道。我怀疑是否只有我一个人喝过咸到令人讨
厌的汤。
甜、咸和鲜都是让人愉快的味道,不过它们有一对“丑陋的姐妹”,那就是苦和酸。苦是一种让我们不自觉地开始皱眉头的味道,你想想那
些有苦味的食物,就会发现它们全都来自植物。尽管十字花科中所有的
蔬菜,比如抱子甘蓝、甘蓝、羽衣甘蓝和青花菜都已经被驯化,刺激性
的味道也进行了改良,但还是有苦味。豆瓣菜和芝麻菜的苦味则没有经
过驯化,而对于芥菜和它的近亲山葵和辣根来说,它们的辣味甚至有可
能在驯化中不断增强,我们似乎很享受这种味道。
芥菜及其近亲的苦味来自一种叫作硫代葡萄糖苷的化合物。它们是
起防御作用的分子,能阻止昆虫的蚕食,但还是有特定种类的毛毛虫能
吃掉它们,如果你自己种菜的话,就会非常清楚我在说什么。事实上,芝麻菜的拉丁学名Eruca在拉丁语中就是毛毛虫的意思。尽管硫代葡萄
糖苷没能让芸薹属植物免受所有毛毛虫的侵害,但却可以保护植物免受
霉菌病等真菌病害。
在自然选择的长期作用下,已经不存在任何动物都无法耐受的毒素
了,不过这通常是以动物食性的高度特化为代价来实现的。葫芦素是一
种让黄瓜、笋瓜以及它们的同类变苦的化学物质。杂食性的二斑叶螨会
被葫芦素毒死,而黄瓜甲虫却对这种物质有耐受性,葫芦素的气味就像
黄瓜大餐前的摇铃声一样吸引着它们。
你也许会认为用苦味蔬菜做出来的汤不好喝,但由于我们对味道的
反应其实很复杂,再加上烹饪的神奇魔力,豆瓣菜在与奶油或土豆一起
熬制的汤中,或者在一种用猪肋排熬出的中式肉汤中的表现都非常突
出。芥菜还能为浓汤提味,比如加了洋葱、熏猪腿、格鲁耶尔干酪、斯
提尔顿奶酪和杏仁的奶油浓汤。芝麻菜除了做汤以外,还可以与切成薄
片的帕尔马干酪搭配成经典的沙拉,吃一口,就能同时感受到苦味、咸
味、脂肪味和鲜味。
另外一大类让植物有苦味的化合物是黄酮类化合物,这种物质在汤
里基本不存在,但它出现在茶里却很受欢迎,而偏苦的茶可以用柠檬或
牛奶来调和。植物用来保护自己的另一种苦味化合物是生物碱,其中包
括一些致命毒药,如士的宁和一些精神药物(吗啡、可卡因和咖啡因
等),不妨想想咖啡会有多苦吧。尽管奎宁这种物质是出了名的苦,但
我们很喜欢印度奎宁水中那种被甜味弱化后残留的一丝苦味。并不是所
有人都喜欢不加糖的巧克力所带来的那种苦味,但其中被称为可可碱的
生物碱却对巧克力的味道和带来的愉悦感至关重要。
苦味的奇怪之处还在于,光是触发这一种味觉的化合物种类就有很
多。有甜味的分子只有几十种,有鲜味的只有几种,但有苦味的竟然多
达几千种。其原因就在于大多数植物都利用某种毒素来保护自己,因此
食草动物在进化中逐渐具备了感知毒素的能力。在我们的味蕾中只有一
种感知苦味的细胞,但在它的表面有多达25种不同类型的受体蛋白质,而且每一种都是由相对应的TAS2R基因产生的。如果用前文提到的钥匙
和锁进行类比的话,这就相当于在触发苦味的细胞上有25把不同的锁,其中任何一把被打开都会使大脑接收到苦味的警示信号。能触发苦味反
应的钥匙(也就是分子)种类越多,这个警报系统就越有效,我们受保
护的程度也就越高。有些受体经过细致的调节,只能感知到一种苦味化
合物,不过似乎大多数受体可感知的范围都比较广,能对许多分子做出
反应,而且能感知到的苦味化合物可能有所重叠。例如,有三种不同的
受体都能感知到啤酒中啤酒花的苦味。
使我们能对如此多的苦味做出反应的基因,在小鼠和其他哺乳动物
的身上也是存在的。人类的祖先和小鼠的祖先在9 300万年前就分道扬
镳了,这说明我们共有的味觉基因在进化史上已经存在了很长时间。素
食的动物比不吃蔬菜的动物有更多的苦味化合物受体基因。比如猫只有
6种,而小鼠有35种。我们人类共有25种苦味受体基因,这表明我们的
祖先以各种各样的植物为食,就像我们现在的类人猿近亲那样。我们在
人类的基因组中,发现了11个曾经编码苦味受体的拟基因,而这些基因
失效的时间比9 300万年前要早得多。
通过一个巧妙的实验,我们就能知道尽管锁(也就是受体蛋白质)
能感知到食物中的苦味或甜味分子,但我们觉得这些东西难吃或者好吃
其实取决于味觉细胞与大脑的连接方式。研究人员利用基因工程技术,把甜味受体细胞上正常的受体蛋白质换成了苦味受体蛋白质。以这种方
式被改造过的小鼠对苦味物质的反应就好像在吃甜食一样,不会像往常
一样避开,而是吃得干干净净。正是这种各式各样的锁(受体)对应一
扇门(味觉细胞)的机制,使得进化过程只需要对受体进行细微的改
变,就能使其可感知的苦味分子的种类增多。
酸味既没有苦味那么复杂,也不像苦味那样令人讨厌,所以在烹饪
中的作用更加重要。酸味来源于一些弱酸,比如柠檬和未成熟果实中的
柠檬酸,或者醋里的醋酸。未成熟果实的酸味对植物能起到非常明显的
作用,能够在果实里的种子准备好被播撒到全世界之前,防止动物把它们吃掉。醋也是一种生物用来威慑敌人的物质,但来源不同。
当果实从树枝上落下,或者乳汁从乳房中流出后,所有没被吃完或
者喝完的部分都会开始发酵,因为这些东西对于酵母和细菌来说就是一
顿大餐。发酵是在没有空气的情况下,微生物分解糖类并产生诸如酒精
(就酵母而言)或乳酸(就乳酸菌而言)之类的废物的过程。酒精和乳
酸不仅是微生物产生的废物,也是抑制其他酵母和细菌生长的武器,防
止它们争夺养料。我们通过腌制的方式来保存食物是同样的道理。如果
你在家酿过啤酒或葡萄酒,就会知道气闸是发酵能否成功的关键。如果
在酒精发酵的过程中有空气进入,那么整个环境就会变得更适合产乙酸
细菌繁殖,这样酒精就会变成乙酸(也就是醋)。
尽管酸味分子形状和大小各异,但它们有一个共同的特性,就是在
溶解状态下会使化学环境中的氢离子(H+)增多。氢离子并不像甜味、鲜味或苦味分子那样需要复杂的“锁钥”机制来触发味觉,它只需从细胞
膜上的通道进入就能刺激到对应的味觉感知细胞。
高浓度的酸会损伤细胞,人们不喜欢太酸的东西可能也是出于这个
原因,不过适度的酸味,特别是在与另一种味道(比如咸味或甜味)混
合时,会带来一种令人愉快的味道,例如,西班牙安达卢西亚的一种用
酒醋做的西班牙凉菜汤,还有我最喜欢的一种中国四川的酸辣汤,后者
添加了用发酵后的大米制成的醋。如果没有柠檬酸的酸味,果汁就会甜
得发腻,缺少那种使人感到清爽的味道。
奇怪的是,5~9岁的孩子对酸味的反应与婴儿和成人都不同。查尔
斯·达尔文从自己孩子的身上看出了这一点,他注意到孩子们喜欢食用
大黄和类似醋栗的水果,但这些东西对成人来说都太酸了。糖果生产企
业也利用这一现象,针对这一年龄段开发出了酸度很高的产品。对于孩
子的这种偏好,有人解释说是因为这样能鼓励孩子们吃含有维生素C的
水果,但这个猜测并没有解释为什么这种偏好在童年晚期会消失。还有
一种猜想是,对酸味食物的偏爱本身并没有什么益处,而只是一个体现
这个年龄段的孩子在饮食习惯成形的时期,愿意尝试新食物的例子。这种假说也得到了一项研究结果的支持,人们发现,特别喜欢酸味的孩子
通常不怎么挑食,也更愿意尝试新的食物。不过,很难说这能否算作一
种进化上的优势。
不管是喜欢享用咸鳀鱼,或是偏爱粉红色,还是对自由爵士乐感兴
趣,当我们说某件事儿是“品味问题”时,表达的其实是人们的喜好各不
相同的意思。但事实证明,当这种说法被应用于味觉本身时,就不仅仅
是一种比喻了,因为味觉能力往往受到人与人之间基因差异的影响。尽
管在两种鲜味受体基因中,人与人之间的差异很小,但T1R2基因的序列
在某种程度上还是不一样的,这可能是为了感知不同种群中不同的甜味
物质而做的改变。然而,所有T1R基因的变体加起来,也没有决定个体
对苦味物质感知能力的基因变体多。
最广为人知的例子就是对一种叫作苯硫脲(PTC)的化学物质的味
觉敏感度。对有些人来说,这种物质是极其苦的,而对有些人来说,它
几乎是无味的。1931年,人们无意中发现了这种差异,然后很快意识
到,能否品尝出PTC的味道取决于从父母那里遗传来的基因。在最近的
研究中,我们已经确认这种差异的遗传基础是一种TAS2R基因,即TAS2R38,它有两种不同的类型,或者说有一对“等位基因”。
一个很有意思的进化问题就是,为什么会存在不同的TAS2R38基因
呢?有两点关于PTC尝味的多种反应(多态性)的重要事实能说明这背
后是有某种原因的。第一点就是,全世界有45%的人是“味盲者”(无法
品尝PTC的味道),无论高比例“尝味者”(能够品尝出PTC的人群)是
否比“味盲者”更有优势,45%都是一个令人难以置信的高比例。那么有
没有可能是某种因素在维持着这种平衡呢?1939年,现代进化生物学的
三位开创者罗纳德·费舍尔(Ronald Fisher)、E.B.福特(E.B.Ford)和
朱利安·赫胥黎(Julian Huxley)在参加爱丁堡国际遗传学大会时有了一
项不寻常的发现,从而证实了这一观点。
在参会期间,费舍尔、福特和赫胥黎提出想去爱丁堡动物园,看看
那里的黑猩猩在品尝PTC时的反应是否具有多态性。令人吃惊的是,他们发现答案是肯定的。有两种假说可以来解释。一种是,如果黑猩猩和
人类的共同祖先已经有了不止一种TAS2R38基因,且这两个物种都从祖
先种群那里继承了这种多态性,那就意味着这种现象已经存在了600多
万年。另一种是,多态性可能是在两个物种中分别出现的,那就意味着
发生了趋同进化,或许在这两个物种中有相似的选择压力在发挥作用。
截至写这本书时,人们还是无法确定究竟哪种说法是正确的,但无论如
何,都很难避免得出这样一个结论——出于某种原因,自然选择确实左
右了这一特殊基因的变异。这个原因可能是什么呢?
从两种等位基因不同的遗传密码中,我们可以找到一些线索。我们
在其他物种的味觉基因中已经看到,突变可以改变遗传密码,也可以使
无法继续让个体获得优势的基因失活。因此,猫失去了感知甜味的能
力,吸血蝙蝠失去了鲜味味觉,而相对应的基因也只剩下曾经发挥过作
用的“幽灵”基因。不过,“味盲者”的TAS2R38等位基因并没有出现这种
情况。突变并没有导致基因失活,突变后的基因仍然在起作用,只是表
达的结果和“尝味者”的不一样而已。尽管这个基因看起来仍然对应一种
苦味受体,但这把在进化中被改变的锁已经无法再被PTC打开了。
人体中有25种苦味基因TAS2R,在大多数情况下,我们仍然不清楚
在众多的苦味化合物中,哪些与它们对应的受体相匹配,所以也难怪我
们对TAS2R38基因并不完全了解。所有这25种TAS2R基因都是多态的,存在等位基因,但没有一种像TAS2R38基因这样在全世界表现出如此均
衡的多态性。许多吃起来有苦味的植物成分都有药用价值,例如奎宁能
够抗疟疾。有证据表明,在黄瓜及其近亲(如西葫芦)中发现的苦味物
质有抗癌作用,这些物质在植物驯化过程中已经基本上被去除了,但当
植物受到干旱胁迫时,这些物质仍会出现在某些品种的果实中。因
此“味盲者”的TAS2R38等位基因有可能通过让携带者食用更多的绿色植
物而起到了一些重要的保护作用。不过,我们并不知道是哪些绿色植
物,也不清楚“尝味者”等位基因会发挥怎样的平衡优势。
我承认在这一章里,我提到的“汤”里固体悬浮物比液体更多,不过味道正是通过一种物质悬浮在另一种物质中产生的。味觉和所有的生物
过程一样,依赖于液体介质,严格说来从来就没有“固态生物学”这回
事。在进化过程中,人类很早就拥有了味觉受体,它能告诉我们什么好
吃,什么不好吃,并让我们做出相应的反应。比较我们的鲜味、甜味和
苦味的味觉受体与其他动物的受体就会发现,我们和它们一样,这些受
体都是为了适应自己特定的饮食习惯。脂肪味可能也是一种基本的味
道,而且确实很有吸引力。所以,当我们把必需营养素放进嘴里时,味
觉受体就会向大脑发出信号,比如蛋白质对应鲜味,碳水化合物对应甜
味,而脂质对应脂肪味。当然,味觉受体只是进化赋予我们的感觉器官
的一部分。你的嗅觉会告诉你下一道菜是什么。副菜
鱼——气味鱼的气味可以很淡,也可以是一次对感官的猛烈冲击。鱼的气味的
好坏几乎完全取决于它的新鲜程度。最新鲜的鱼闻起来几乎没什么气
味,只有一种青草的芳香,这是由于鱼自身细胞释放的酶分解多不饱和
脂肪酸而产生的。即使在可以成功储存肉类的低温(不冷冻)条件下,鱼肉仍会分解。这是因为深海鱼通常生活在低温环境中,所以它们的酶
也适应了在这种环境下发挥作用。而酶起作用的时间稍微长一点儿,就
会释放出氨基酸和核酸,比如我们熟悉的能产生鲜味的谷氨酰胺和肌
苷。日本有一种技术是将新鲜的白肉鱼鱼片用海藻裹起来,然后放在冰
箱里。几天之后,鱼肉会吸收海藻中的谷氨酸盐,再加上鱼自身释放出
的肌苷,鲜味会进一步加强,然后就可以当作生鱼片来享用了。
除非利用冷冻来抑制分解,否则细菌会很快加入这场盛宴之中,在
细菌的作用下,会产生越来越多有臭味的分子,使得鱼肉的气味从新鲜
变得平淡,接着有些甜味,然后变得不新鲜,最后变成腐臭味。本杰明
·富兰克林(Benjamin Franklin)曾经说过:“鱼放三天发臭,客住三天
讨嫌。”鱼腥味是一种叫作三甲胺(TMA)的化合物产生的,三甲胺是
无味的氧化三甲胺(TMAO)的分解产物。接着,TMA分解,释放出氨
气,而氨气也是鱼腥味中另一种有刺激性气味的成分。氧化三甲胺对于
鱼的作用和谷氨酸钠对于海藻的作用是一样的,它帮助细胞与含盐的海
水达到渗透平衡,不然海水会把鱼的细胞中的水分吸走。
五种基本的味道(甜、苦、酸、咸和鲜)几乎不足以完全描述鱼肉
在每个阶段变化无常的气味。这是因为气味是一种多感官的体验,需要
将五种基本的味道与嗅觉、触觉(即口感)、视觉、听觉和记忆结合在
一起,从而使我们的体验有了无限的可能。甚至连口腔中的疼痛感受器
也在感知气味的过程中发挥着作用,正是通过它们,我们才能感觉到辣
椒强烈的刺激性。
18世纪的法国化学家波利卡普·蓬斯莱(Polycarpe Poncelet)神父是
最早认识到味觉和嗅觉之间有互补性的科学家之一。他把不同味道的相
辅相成比作音乐中的和声,并在五线谱上表示出来。嗅觉对于气味的感知是必不可少的,当鼻子由于感冒而堵塞或者被捏住,这种感觉就失灵
了,我们也就进入了一个几乎没有气味的世界,与拥有丰富多样气味的
日常世界相比,这样的世界简直太平淡乏味了。不过,在人类的各种感
觉中,嗅觉是最不受重视的,从2 000多年前开始,它就被许多人低估
和中伤,当时亚里士多德写了这样一句话:“我们的嗅觉比不上其他所
有生物,也比不上我们拥有的其他所有感觉。”
当然,猎犬能追踪到驯犬员完全无法察觉到的气味,但我们的嗅觉
真的比不上其他所有生物吗?就算亚里士多德在试图表明观点的过程中
有一些夸张的成分,他的说法和真实情况真的差不多吗?如果对气味感
知至关重要的嗅觉创造出了如此多样的感官体验,那我们的嗅觉真的有
可能这么弱吗?人类、狗和小鼠在约9 500万年前有共同的哺乳动物祖
先,狗和小鼠从它们那里继承到了卓越的嗅觉,而在进化过程中,我们
的这种与生俱来的权利是否被剥夺了呢?而基因与这一切又有什么关系
呢?
我们的嗅觉和味觉一样,也是一种化学检测系统,其工作原理与感
知苦味、甜味和鲜味分子的方式相似。嗅觉和我们的其他感觉一样,也
是在大脑中被感知到的,鼻子内部有上百万个嗅觉受体细胞,通过神经
与大脑相连。和舌头上感知苦味的受体一样,鼻子里的每个嗅觉受体细
胞外表面都携带着被称为嗅觉受体(OR)的蛋白质,能够触发这些受
体的分子种类很有限。不同的受体蛋白是由不同的基因产生的。除此之
外,味觉和嗅觉在产生的原理上还有一些关键性的差异。
我们有大约25种不同的感知苦味物质的受体和相应的基因,但我们
拥有的嗅觉受体数量是这个数字的10倍还要多。我们有大约400个不同
的基因,每个基因都会产生一种不同的OR蛋白质。然而,苦味受体和
嗅觉受体之间还有一个更重要的区别。就苦味受体而言,尽管有25个不
同的种类,但我们感知到的各种触发受体的化学物质都是一样的味道,那就是苦味,因为所有的苦味受体细胞都经由一条通路与大脑相连接,因此大脑只能接收到“啊,好苦”的信息。但嗅觉受体细胞的连接方式却不是这样。事实上,在这400种受体细胞中,每一种都有自己通往大脑
的专用通路。这二者之间的差别,就好比一边有25条电话线,都连接着
消防部门,所以后者接收到的信息总是“救命!着火了!”而另一边是接
到400个朋友打来的电话,而每通电话所传递的信息都相互独立,各不
相同。从进化的角度来看,对于警报系统来说,单线连接的方式是比较
合理的,但气味则更加微妙和多样,它要传递有关食物和性的信息,则
需要有一个信息量更大的感知系统。
那么,亚里士多德提出的“人的嗅觉系统是所有感觉中最不发达
的,并且在同类生物中是最迟钝的”这一观点是完全错误的吗?这个问
题的答案很有意思,也并不像看上去那么简单。当我们对比人类和其他
哺乳动物的OR基因数量时,会发现亚里士多德似乎是正确的。例如,非洲象体内起作用的OR基因达到惊人的2 000种,所以它们肯定是地球
上嗅觉最强的动物。不妨告诉那些以自己高超的品酒能力为傲的朋友,他们的嗅觉像大象一样灵敏,然后看看他们有何反应。这应该被视作一
种称赞。
考虑到在整个人类基因组和其他哺乳动物的基因组中只有大约25
000个基因的事实,拥有2 000种OR基因,或者哪怕像大鼠和小鼠那样只
有这个数量的12,就足以说明嗅觉在进化过程中是相当重要的,即使
对于只有400个OR基因的人类来说也是如此。但与其他哺乳动物相比,我们的OR基因为什么这么少呢?这到底是因为在进化过程中,天生更
有优势的物种比我们获得了更多的OR基因,还是我们人类的祖先在与
其他哺乳动物的祖先分道扬镳之后丢失了起作用的OR基因呢?答案就
是上述两个方向的进化都产生了很大的影响。在我们的OR基因越来越
少的同时,大象的OR基因越来越多。
OR基因相对较少的不仅仅是人类,还有其他的灵长类动物。黑猩
猩拥有的数量和我们差不多,而猩猩只有不到300个。如果你那个以自
己的嗅觉能力为傲的朋友不喜欢别人说他的嗅觉像大象一样灵敏,当他
知道自己的嗅觉至少比猩猩要好时,或许会得到一些安慰。可以肯定的是,灵长类动物较少的OR基因数量反映出我们在进化过程中遭受了巨
大的损失,因为灵长类动物基因组中的拟基因和功能完好的基因同样
多。换句话说,我们远古的祖先比我们拥有更多的OR基因。
拟基因是曾经的功能性基因留下的遗骸,就像在公路上排成一列的
报废汽车一样,彻底过时,又无处可去。奇怪的是随着时间的推移,灵
长类动物在OR基因越来越少的情况下似乎一直适应得不错,而以非洲
象为代表的几种哺乳动物的同一类基因却在自然选择的作用下越来越
多。我们不清楚人类丢失的OR基因在仍然拥有它们的动物身上会起到
什么作用,但可以肯定的是,它们一定能让动物闻到人类闻不到的气
味。比如,小鼠能闻到二氧化碳气体。因此对小鼠来说,苏打水肯定有
一种我们无法察觉的气味。物种之间会有这种差异的原因还是一个科学
谜团,不过这可能与不同物种吃的东西不同有关。我们可以大胆地猜测
一下在灵长类动物的进化过程中可能发生的事情。
对于正常的功能性基因,只要它们能直接或间接地帮助携带者留下
后代,自然选择就会清除掉那些会将这些基因变成拟基因的突变。这意
味着如果我们知道OR基因是如何工作的,也许就能找到与它们如何失
效的问题有关的线索。或者换句话说,我们真正需要的OR基因有多少
呢?这才是美食爱好者真正感兴趣的问题。在鼻腔中,只有一小块黏膜
上有OR细胞,这些细胞接触到的气味有可能是通过鼻孔进入,也可能
是从口腔内部经由连接鼻道与喉咙后部的通道进来的。第一种方式是你
在吸气或闻什么东西时会用到的,叫作鼻前通路。而第二种被称为鼻后
通路,是在呼气时用到的。当你在咀嚼食物的时候,食物释放出的所有
挥发性化合物都是经过鼻后通路到达鼻腔内的OR细胞,从而让食物的
风味因为有嗅觉的参与而更加饱满。
鼻前嗅觉和鼻后嗅觉的功能是不同的。鼻前嗅觉是对外部世界的体
验,告诉你外面有什么气味。而鼻后嗅觉感知的是口腔内的小环境以及
你正在吃或者喝的东西。尽管鼻后嗅觉是在鼻腔中产生的,但我们会误
以为那是嘴巴里的一种味道。这就是导致我们低估自己嗅觉能力的主要原因——我们下意识地把鼻后嗅觉的产生归因于食物的口感和味道。
有人提出,当我们的祖先学会用两条腿走路,并能够依靠视觉而不
是嗅觉来预知危险时,灵长类动物的OR基因就开始减少了。这就降低
了鼻前嗅觉的重要性,使得鼻后嗅觉变得要更重要一些。接下来的问题
是,400个OR基因是否足以让我们有能力根据气味来区分营养食物和有
害食物呢?
我们可以确信,这个问题的答案是肯定的,因为大脑对从400种嗅
觉受体细胞输入的信息进行了一些非常复杂的处理。大脑在面对400条
信息通路时,能做的最简单的事情是区分出400种气味,事实上大脑要
聪明得多。实际的情况是,许多分子会触发不止一种OR细胞,而大多
数OR细胞也对不止一种分子有反应。结果就是,在400条通路中,大脑
从来不会一次只接收到从其中一条传来的信息,而总是同时接收到从几
条通路传来的一组信息,而特定的组合会告诉大脑,鼻子里有哪些分
子。
对于同一种分子,有些OR细胞只会在其低浓度的状态下做出反
应,而有些则会在高浓度时做出反应。因此,根据分子数量的不同,可
能被激发的OR细胞组合和引起的反应都是完全不同的。例如,在茉莉
花和香橙花的精油以及哺乳动物的粪便中都发现了3–甲基吲哚分子。由
花朵产生的低浓度的3–甲基吲哚气味甜美芬芳,而粪便散发出的高浓度
的3–甲基吲哚则恶臭难当。
哪怕在可供组合的感觉输入只有少数几种的情况下,大脑也能有不
错的表现,我们对颜色的感知就是一个极好的例子。在眼睛的视网膜
上,能感知颜色的视觉细胞只有三种,一种只对红光有感,一种只对蓝
光有感,而最后一种只对绿光有感。通过组合从这三种细胞输入的信
息,大脑就能看到上百万种颜色,其中包括一些纯粹是人们想象出来
的、在光谱中根本不存在的颜色,比如品红色。
所以,亚里士多德对于我们嗅觉的判断既对,也不对。他所说的正
确的是,我们不像其他大多数哺乳动物那样有能力嗅出环境中的危险或者机遇,但其他的部分都是错误的。多亏了我们的大脑,我们才能将从
有限的400种受体细胞获得的嗅觉组合信号转化成超过一万亿种不同的
气味。所以说,我们的嗅觉要比视觉灵敏得多。
把OR细胞发送到大脑的众多信号,和从5种(或6种)基本味觉的
受体传来的信号,以及食物中各式各样其他的感觉输入(比如咬苹果或
者脆玉米片时的触感和声音)以所有可能的方式组合在一起,会产生无
限多种风味。嗅觉绝不像亚里士多德所断言的那样是所有感觉中最弱
的,事实上它是其中最强的。讽刺的是,我们和亚里士多德一样,仍然
没有意识到自己超常的嗅觉能力,因为这种能力主要通过鼻后通路来实
现,而我们在错觉的影响下,误以为那些气味完全来自口腔。
进化似乎很喜欢和OR基因开玩笑。这些基因和与之相伴的气味不
仅在不同物种之间有种类和数量上的差异,而且在物种内部的个体之间
也存在很大的差异。于2000年完成的人类基因组测序是一座科学史上的
里程碑,加深了我们对自身物种的了解。两个相互竞争的科学团队争分
夺秒地完成了基因组的第一份草图,一个是由政府资助的团队,而另一
个是以克雷格·文特尔(Craig Venter)为首的由风险投资公司资助的团
队。几年后,文特尔透露自己的团队测定的并不是人类的基因组,而是
一个人的,也就是他自己的基因组。我们在谈到人类基因组时,给人感
觉好像只有一种似的,但其实我们每个人都有自己的副本,而且每个副
本都略有不同,尤其是OR基因的部分。
在对1 000个人的基因组中约400个OR基因进行比较后,我们发现在
这个样本中,平均每个基因都有10种不同的变体(即等位基因)。每个
人体内的每个基因都有两个拷贝,一个遗传自妈妈,另一个遗传自爸
爸,而事实证明,在一个人的OR基因中,平均有一半都有两种不同的
等位基因。这意味着,尽管我们每人只有400个OR基因,但所有不同拷
贝加起来的数量要比这个数字多一半,也就是说有600个等位基因。在
每个OR细胞中,都有一个等位基因被用于合成其独特的嗅觉受体蛋白
质,而且所有的等位基因都参与了这个过程,因此这600种蛋白质都在你的鼻子里发挥着作用。
对于不同气味的偏爱是因人而异的,很大程度上受到个人经验和饮
食文化的影响,但实际上人与人之间在OR基因上的差异也会产生影
响。烹饪用的香菜(或称芫荽)在中东、亚洲和其他一些地区的菜系中
被广泛使用,但有些人却觉得它吃起来有股令人讨厌的肥皂味。约翰·
杰勒德(John Gerard,约1545—1612)很早就写过一本非常受欢迎的草
本植物志,他说香菜是一种“很臭的草”,而且叶子“有毒”。研究人员在
调查了近1.2万人对香菜的好恶之后,发现对这种植物的厌恶与特定OR
基因的变异有关,尽管这种相关性并不是很强。
鱼在还没有变得特别臭的时候,气味主要受到其他特性的影响,尤
其是肉(几乎都是肌肉)的质地和油脂含量。不同鱼类的肉质和油脂含
量是不同的,这取决于它们的肌肉在进化过程中需要适应的不同生活方
式,而所有鱼类的生活方式都是受它们的生存介质,也就是水的特性支
配,这一点并不令人意外。
如果你仔细观察一条正在游动的鱼,特别是从上方看,就会发现它
是通过波浪形地摆动身体而在水中前进的。这个动作是依靠身体两侧的
肌肉交替收缩,再加上流线型的身体,鱼就能在水中以缓慢而稳定的速
度前进,而且需要的能量很少。这种不太耗费能量的游动方式需要靠含
有肌红蛋白的肌肉来实现。肌红蛋白类似于红细胞中的血红蛋白,能储
存不间断游动所需要的氧气,而它所使用的养料则以油脂的形式被储存
起来。我们熟悉的鲱鱼、鲭鱼和沙丁鱼都是肉色较深的油性鱼类。肥美
的鲱鱼肉可能含有高达20%的脂肪。
尽管以平稳的速度在水中游动几乎是不费力气的,但如果突然加速
就会受到很强的介质阻力。你可以在浴缸或游泳池里亲自试验一下。在
水中缓慢地移动手掌是很容易的,但如果要突然快速地推动手掌就很困
难,突然的移动使水在你的手掌前形成了一道墙,阻挡你的手前进。对
鱼来说,在面对捕食者的时候,能否瞬间加速可能就是一个生死攸关的
问题。而对捕食者来说,这能决定是饱餐一顿还是忍饥挨饿。因此,为了在瞬间加速时有足够的爆发力,鱼需要大量可以即刻释放的肌肉力
量。在像鳕鱼和其他白肉鱼这种大型掠食性鱼类中,我们发现了很多能
提供这种力量的白肌。鳕鱼肌肉中的油脂含量只有0.5%,而且不含肌红
蛋白。金枪鱼是一种迁徙数千英里的大型捕食者,它的肌肉呈粉红色,性质介于白肌和红肌之间。
鱼的肌肉结构对其适合的烹饪方式和鱼肉的口感至关重要。陆地动
物的肌肉和鱼类的肌肉所发挥的作用是不同的。陆地动物必须利用它们
的肌肉来支撑身体,抵抗重力,因此它们的身体往往由紧密结合在一起
的几个部分组成,这些部分牵引着像杠杆一样的骨头。硬骨鱼利用一个
充气的鱼鳔在海水中获得中性浮力,因此它们的肌肉只有一个功能,那
就是产生推进力。被烹煮得很嫩的鱼肉入口即化,鱼肉释放出微妙风
味,同时会呈片状散开,这正是因为鱼的肌肉是沿着身体的轮廓层层重
叠的,这样肌肉就可以在鱼游动时帮助身体完成所需要的波浪形运动。
随着腐烂过程的继续,尽管鱼会变得越来越臭,但也未必不能吃。
在挪威有一种腌鳟鱼(rakfisk),就是将腌制后的鱼埋藏几个月,并使
其发酵。有人说挪威腌鳟鱼闻起来就像是在一堆穿过的球衣里放了一个
星期的臭奶酪。而用发酵后的鱼制成的酱汁是越南和泰国菜系中必不可
少的原料。在古罗马时期,人们在烹饪中也经常使用一种叫作鱼酱
(garum)的调味料。从古罗马时期流传至今的最古老的烹饪书,是由
生活在公元1世纪的一位名叫马库斯·加维乌斯·阿比修斯(Marcus
Gavius Apicius)的美食家写的(不过这种说法还有待考证),其中包含
了465种食谱,超过34的菜都要用到鱼酱。
根据文献和考古证据,2 000年前罗马人制作和使用鱼酱的方法已
经被复原了。品质最上乘的鱼酱是用新鲜鲭鱼的血液和鱼肠这些最没价
值的原料制成的。将鱼的原材料和盐按4∶1的比例混合,放在石缸中,在顶部压几块石头,这样可以使原料始终浸泡在迅速渗出的液体中。由
于空气被排出,再加上盐的作用,细菌和真菌的生长被抑制,因此在这
种条件下发酵是由鱼的细胞释放出的酶引起的。食物通常是在内脏中被分解,所以利用内脏来发酵可能是因为其中含有充足的消化酶。在阳光
下经过数月的发酵后,就可将咸味液体从缸中捞出并装瓶,方便在烹饪
时使用。鱼酱和现代的鱼露一样,含有非常丰富的鲜味成分,也就是肌
苷酸盐和谷氨酸盐。
由于制作鱼酱的地方总是散发出腐臭味,所以罗马作家似乎对鱼酱
有一种爱恨交加的感情。罗马的一些城镇甚至禁止生产鱼酱,只有少数
几个沿海的地区在集中生产,比如在现今西班牙的阿尔穆涅卡尔,还能
看到罗马时代制作鱼酱时用过的石缸。有人说,鱼酱加工是古代世界唯
一的大型制造业。遍布罗马帝国各地的沉船中都发现了用于运输鱼酱的
双耳陶罐,而鱼酱甚至被远销到不列颠岛北部哈德良长城的最外围。和
现在一些最受欢迎的烹饪酱料一样,鱼酱也给生产它的人带来了财富,比如有一位名叫奥卢斯·乌姆布里库斯·斯考卢斯(Aulus Umbricius
Scaurus)的鱼酱大亨,他来自意大利命运多舛的古城庞贝,后来有人在
1 000千米外的法国南部发现了刻有他商标的赤陶酱油瓶。
在新鲜状态下,最美味的海产并不是带鳍的鱼类,而是贝类,其中
包括贻贝和蛤蜊这样的软体动物,及螃蟹和对虾这样的甲壳纲动物。它
们之所以如此美味,其中一个原因就是贝类不像带鳍的鱼那样,用无味
的TMAO来防止海水使细胞皱缩,而是利用像甘氨酸这样的游离氨基
酸。这些氨基酸在贝类体内的生理作用与TMAO在带鳍的鱼体内所起的
作用是一样的,但它们能刺激到我们的鲜味受体,因此吃起来非常鲜
美。
味觉受体和汤展示了进化和烹饪是如何让基本的生活需要得到满足
的,而嗅觉受体和鱼类则展示了进化与烹饪的关系也可以很微妙。深吸
一口气,你闻到了什么?是烤肉吗?主菜
肉类——食肉性食用肉类的行为塑造了我们的进化过程。在第2章的家族聚会活动
中,我们知道了人类祖先是如何开始吃肉并成为杂食动物的。330万年
前,在我们的祖先露西生活过的埃塞俄比亚地区,有人用石器把骨头上
的肉撕下来。而这些人可能和露西一样,也是南方古猿阿法种,也就是
被认为是人属直系祖先的古人类。显然,露西和我们一样是既吃植物又
吃肉的杂食动物。
肉类和鱼类是我们能获得的蛋白质含量最丰富的食物,能够提供人
体需要但机体组织无法自行合成的所有必需氨基酸。肉类还能提供均衡
饮食所需的其他基本成分,而这些成分如果光靠从植物中摄取是难以满
足需要的。其中包括铁、锌、维生素B12和多不饱和脂肪酸等对大脑和
其他组织的发育必不可少的物质。当然,依靠精心搭配的素食,人也有
可能健康地生活,但是完全不含动物制品的纯素食对人体营养的挑战证
明,我们已经适应了杂食性。
所有为了获取肉而养殖的动物,包括那些现在被养在板条箱、层架
式饲养笼和围栏里的工业化生物的祖先,在驯化之前都是在野外被猎杀
的对象。是时候听听它们的进化故事,从而了解我们是如何对它们产生
了深远的影响。石器并不是见证如何从狩猎向畜牧过渡的唯一证据。还
有一个隐藏于内部的线索,就是绦虫。
成年绦虫生活在动物的内脏里,而且生活得相当安逸,食物已经被
送到眼前,它们要做的就只有一天到晚地闲逛和产卵。不过,这些卵面
临着所有寄生虫都会遇到的问题——找到并感染新的宿主。为了完成这
个任务,绦虫会从宿主的食物链下手,感染宿主会食用的动物。人的肠
道会被三种绦虫感染,一种来自牛(牛带绦虫,Taenia saginata),两
种来自猪(亚洲带绦虫,T.asiatica和猪带绦虫,T.solium)。绦虫在幼
虫阶段会钻进牛和猪的肌肉中,当我们吃下这样的肉时就会被感染。只
有肉食者才有可能感染绦虫。只有当绦虫幼虫被肉食者吃下去之后,这
种寄生虫的生命周期才算完成。
由于牛和猪都是家养动物,所以过去我们认为自己一定是从1 ......
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