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研究表明,叶子的形状和大小无法可靠地区分野生古柯树和生产可卡因的古柯树

本站发布时间:2024-07-10 20:45:23

《分子生物学与进化》杂志上的一篇新论文表明,尽管联合国毒品和犯罪问题办公室几十年来一直在收集南美洲古柯种植面积的年度数据,以监测非法种植园的建立和相关的森林砍伐,但科学家们无法可靠地区分不同类型的古柯植物

虽然鉴定通常取决于叶子的形状和大小,但这并不能反映出为提取生物碱可卡因(娱乐药物的活性成分)而种植的古柯品种、为传统目的种植的古柯和野生种植的古柯植物之间的差异

至少8000年来,南美洲古柯一直是许多安第斯和亚马逊社区的主要作物,今天它仍然在数百万南美洲人的生计中发挥着至关重要的作用。人们将其富含活性化合物的叶子(可卡因只是其中之一)用于文化仪式、药物治疗、营养补充剂,以及日常兴奋剂

然而,在过去的半个世纪里,全球对生物碱可卡因的需求,通过对这种单一化合物的工业级提取,推动了这种植物的集约化农业,并将其置于武装冲突和森林砍伐的中心

可口可乐属于红木属,由270多种不同的物种组成,其中许多原产于美洲热带地区。其中,在南美洲西北部大部分不同的地区发现了两种栽培的珊瑚。种植最广泛的品种是红木古柯(Huánuco coca)。其古柯品种原产于秘鲁和玻利维亚安第斯山脉东部斜坡的潮湿山林,其ipadu品种原产于亚马逊地区

种植较少的新石榴红历来生长在科迪勒拉山脉和圣玛尔塔内华达山脉的干燥山谷中。农民们在秘鲁西北部干旱地区种植了传统用途的特鲁希略古柯,它是软饮料可口可乐的调味品和兴奋剂

这两个物种的叶子——专门在人类培养下生长并适应人类环境的植物——被认为与亲缘关系密切的野生红木物种的叶子不同,因为它们更小、更圆、更软。至于区分两者,一般来说,古柯叶比新石榴树的叶子更圆。这种简单的差异已在实地用于古柯种植园监测调查

但叶片大小和形状的差异可能不是区分植物类型的可靠方法。尽管进行了广泛的研究,但种植的古柯品种与其野生亲缘品种之间的界限界定不清。为了应对这一挑战,研究人员使用342个野生和栽培古柯数字植物标本馆标本中的1163个叶片轮廓来提取大小和形状数据。他们使用统计方法表明,物种(及其变种)之间存在高度重叠,这几乎肯定会导致该领域的误认

这也突出了使用不同来源进行植物分类的重要性。古柯分类系统不完善可能会妨碍对新品种的描述。这与专门用于提取可卡因的种植园有关,但重要的是,这也有助于了解具有改良特性的替代用途品种的特性,如食品补充剂、纤维或已经从这些植物中获得的色素

该论文的作者之一、纽约植物园的Fabio AndrésÁvila说:“在添加了关于古柯叶和基因的新数据后,我们正在重新思考如何对栽培和野生古柯植物进行分类。”。“这对哥伦比亚的生物多样性和将古柯用于传统目的的社区很重要,为他们所依赖的植物提供了新的信息来源。”

在这项研究中,研究人员还调查了古柯植物之间的遗传关系。他们将结果与现有的分类学分类进行了比较,评估了叶片的形状和大小与遗传学的匹配程度,并研究了这是否可以用于区分物种和品种

研究古柯的基因分组并使用时间模型,使他们能够估计不同古柯物种和品种的起源时间。研究结果表明,早在15000年前人类首次来到南美洲之前,不同的古柯植物就已经开始进化,尽管种植的、可产生可卡因的古柯植物何时出现的时间表仍不确定

虽然叶子的形状和大小揭示了栽培椰菜的特征,即整体更圆,底部更窄,但研究人员发现这些特征不可靠,无法用于鉴定。相反,这项研究强调了基因技术作为一种更精确的方法来识别和监测古柯种群的潜力

“我们研究的主要目标之一是提出一个稳定的分类系统和一个全面的基因数据库。这将使我们能够自信地识别种植古柯的不同种群、品种和物种及其野生亲缘关系,”该论文的另一作者、邱皇家植物园的Oscar Alejandro pérez Escobar说

“这样一个系统对于制定可持续的生物勘探计划至关重要,古柯树在这方面具有巨大的潜力。但首先,必须将古柯树的宝贵特性与其与娱乐性药物的联系区分开来,重塑其认知并突出其积极用途。”

More information: Natalia Przelomska et al, Morphometrics and phylogenomics of coca (Erythroxylum spp.) illuminate its reticulate evolution, with implications for taxonomy, Molecular Biology and Evolution (2024). DOI: 10.1093/molbev/msae114. academic.oup.com/mbe/article-l … .1093/molbev/msae114

Journal information: Molecular Biology and Evolution

Provided by Oxford University Press

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