南瓜是从基因（怪物）混合进化而来的

南瓜可以说是万圣节中最不吓人的部分。它们也是争议最小的部分（例如：玉米糖）、颜色最橙色的部分，而且从科学角度来说，也是最酷的部分。

人类往往认为自己是遗传上最优越的物种，但就基因组杂乱性而言，植物却比我们强。事实证明，现代南瓜是由两个不同物种的混合进化而来的，并产生了其突变祖先。这种巨型南瓜的染色体数量是正常数量的两倍，最终成为我们在秋天喜欢放在松饼里的南瓜。弗兰肯斯坦会为此感到自豪。遗传学家通过对现代南瓜基因组进行测序并将其与该家族的其他南瓜进行比较，得出了这一结论。他们上个月在《分子植物》杂志上发表了秋季研究成果。

植物的基因是混杂的，我们应该为此而感恩

人类胎儿非常脆弱。一个精子与一个卵子相遇，然后每个发育步骤都随之而来。如果染色体数量不正确，整个过程就会失败，胚胎就会死亡。植物就没有那么挑剔了。它们可以将基因混合在一起，形成多种组合——包括几乎将两个完整的基因组组合成一个细胞——并且仍然可以创造一个健康的活细胞。拥有多个完整的基因组被称为多倍体，这在植物中极为常见。事实上，大约三分之二的物种都有多倍体。我们食用的粮食作物中多倍体的比例甚至更高，这可能是因为我们无意中选择了它。

草莓就是一个很好的例子。正常的草莓和人类一样，每条染色体都有两个副本。这就是所谓的二倍体。在繁殖过程中，两个副本应该分裂，这样每个性细胞（例如人类的精子和卵子）就只有一个副本。这样，当两个细胞结合在一起时，产生的胚胎就有了两个染色体副本。但事实证明，你可以强迫草莓进行不对称细胞分裂，这样它就会形成具有两个完整副本的性细胞。当一对性细胞结合时，子代草莓就有四个版本的每条染色体。这会使草莓更大。

随着时间的推移，我们培育出了染色体越来越多的草莓，逐渐将果实的尺寸增加到如今的庞然大物。消费者喜欢它，所以农民继续以这种方式种植。许多其他水果也遵循这一原则——染色体越多，果肉越多。但在野生环境中，这并不总是一种优势。它确实提供了遗传灵活性，但有时这些多基因组作物不再具有生育能力，特别是如果它们的染色体数量为奇数，无法均匀地分裂成性细胞。因此，具有不育性的自然品种很快就会灭绝。农民可以通过克隆植物来解决这个问题。

农民还利用植物遗传的灵活性，将不同品种混合在一起，生产出有用的杂交品种。例如，小麦有三对不同的染色体，因为三种类型杂交，创造了一种具有更适合生长和收获特性的植物。

回到这个祖先南瓜：那是怎么回事？

大约在三百万至两千万年前，两种南瓜做了肮脏的工作（当然是花粉方面的工作），产生了所谓的异源四倍体婴儿。遗传学家通过对现代南瓜的基因组进行测序并将其与其家族中的其他南瓜进行比较，发现了这一点。“四倍体”意味着它有四个染色体的副本，“异源”意味着每对染色体来自不同的物种。通常，当这种情况发生时，DNA 最终会丢失基因，并随着时间的推移再次变成二倍体。南瓜不是这样。南瓜随机丢失了它们的重复染色体，只剩下两个染色体，一个来自父母，一个来自父母——这几乎和人类一样。

由于南瓜基因组从那时起并没有发生太大变化，这意味着今天的南瓜灯与古代的南瓜灯几乎完全相同（假设早期人类雕刻葫芦）。

现在看来，这一切似乎有些无关紧要，但南瓜基因组可以帮助农业科学家改善南瓜的形状、颜色或耐寒性。在农业历史的大部分时间里，我们无意中选择了某些特性，然后最终有意培育，但对哪些基因影响哪些物理特性仍然知之甚少。今天，我们可以利用对植物基因组的了解，有意识地设计出更好的作物。

南瓜本身可以利用我们新获得的知识进行改良，甚至比我们现有的培育方法更快、更有效。我们确实培育了它们。农民和南瓜爱好者试图种植越来越大的南瓜，以赢得县集市的蓝丝带和炫耀的资本。长期以来，这只是意味着适当浇灌藤蔓，精心照料植物，确保它们获得适当的阳光。随着时间的推移，人们选择性地培育最大的南瓜，以生产出基因优良的南瓜，如迪尔的大西洋巨人。霍华德·迪尔在三十年间培育出这个品种，现在世界各地的竞争性南瓜农都使用他的种子来继续万圣节之王的工作。记录已经超过 2,200 磅，并且还在迅速增加。

然而，随着南瓜基因组的测序，植物遗传学家可以更多地了解每个基因如何影响南瓜的大小、形状和颜色，并最终可以编辑 DNA 以培育出更好的葫芦。

如果你担心这些基因突变的南瓜会成为你 2025 年感恩节的南瓜派——别担心。反正那也不是真正的南瓜。