大白菜与西兰花是“亲戚”？十字花科植物DNA比对揭示的演化关系

是的，大白菜和西兰花确实是“亲戚”，而且是相当近的亲戚！它们都属于十字花科这个大植物家族。DNA比对技术为我们揭示了它们之间清晰的演化关系。

以下是具体的解释：

同属十字花科：

• 十字花科是一个庞大且重要的植物科，包含了许多我们熟悉的蔬菜和经济作物，例如：卷心菜、花椰菜（菜花）、西兰花、抱子甘蓝、羽衣甘蓝、芥菜、油菜、萝卜、芝麻菜、荠菜等。
• 大白菜是芸薹属中芸薹种的一个变种。
• 西兰花是芸薹属中甘蓝种的一个变种。

DNA比对揭示的亲缘关系：

• 现代分子生物学技术，特别是基因组测序和DNA序列比对，是研究物种演化关系最有力的工具。
• 科学家们对十字花科众多物种（包括大白菜、西兰花以及其他芸薹属、萝卜属等物种）的基因组进行了测序和分析。
• 通过比较它们同源基因（具有共同祖先来源的基因）的DNA序列相似度，可以构建出反映它们演化历史的系统发育树。
• 这些DNA比对研究清晰地显示：
  • 大白菜和西兰花在系统发育树上位置非常接近。
  • 它们共享一个相对晚近的共同祖先。这个共同祖先生活在距今大约2400万年至4300万年前（地质年代的渐新世）。
  • 这个共同祖先属于芸薹属的祖先类群。

芸薹属的核心地位：

• 十字花科的演化中心之一在地中海地区。
• 大白菜和西兰花所属的芸薹属是十字花科中最重要的属之一，其核心祖先种被认为是：
  • 芜菁型祖先：染色体组AA（n=10），可能是地中海或中欧的野生种，演化出了芜菁、大白菜（及其近亲小白菜）、中国芥菜等。
  • 黑芥：染色体组BB（n=8），可能起源于中东/北非，演化出了黑芥、埃塞俄比亚芥等。
  • 甘蓝型祖先：染色体组CC（n=9），起源于地中海沿岸，演化出了甘蓝（包括西兰花、卷心菜、花椰菜、羽衣甘蓝、抱子甘蓝等所有变种）、埃塞俄比亚芥等。
• 西兰花是甘蓝的一个变种，其直接祖先就是具有CC染色体组的地中海野生甘蓝。
• 大白菜是芸薹的一个变种，其起源涉及芜菁型祖先（AA） 和 黑芥（BB） 的自然杂交，形成了染色体组为AABB（n=18）的芸薹种。大白菜是从这个芸薹种中选育出来的东亚特色蔬菜。
• 虽然它们的直接祖先不同（西兰花祖先主要是CC，大白菜祖先是AA和BB杂交形成的AABB），但DNA比对表明，芸薹属内这些祖先种的分化时间相对较近（数千万年），并且它们之间仍然存在大量的同源基因序列，显示出密切的亲缘关系。它们都属于芸薹属这个“大家庭”。

形态差异与基因保守性：

• 尽管大白菜（主要食用膨大的叶球/叶片）和西兰花（主要食用未成熟的花序和花茎）在形态和食用部位上差异巨大，这是人类长期选育不同性状（叶用 vs 花用）的结果。
• DNA比对揭示的是它们核心遗传物质的相似性。控制它们基本生理过程、花器官发育（它们的花都是典型的十字形花冠，四瓣）等关键功能的基因是非常保守和相似的。
• 这种基因层面的高度相似性，正是它们被归为同一科、同一属的科学依据，也证实了它们近期的共同起源。

结论：

DNA比对研究确凿无疑地证实，大白菜和西兰花是近亲。它们同属于十字花科芸薹属，拥有一个生活在数千万年前的共同祖先。虽然人类的选择育种让它们的外形和食用部位迥异（一个吃叶，一个吃花），但在基因层面，它们共享着大量来自共同祖先的遗传信息，是不折不扣的“亲戚”。下次在餐桌上同时看到它们，可以感叹一下大自然演化的奇妙和人类驯化改造的力量。