大蒜与洋葱是“近亲”？石蒜科植物DNA比对揭示的演化亲缘关系

是的，大蒜和洋葱确实是非常近的近亲！它们不仅同科，而且同属，关系极其密切。

DNA比对等分子系统学研究彻底改变了我们对它们演化关系的认识：

传统分类的误区：

• 过去，基于形态特征（尤其是花的构造），大蒜、洋葱以及它们所属的葱属植物被归入百合科。这是因为它们的鳞茎结构、花朵形态（六瓣花、子房上位等）与百合科成员有相似之处。
• 石蒜科则包含水仙、君子兰、朱顶红、文殊兰、石蒜（彼岸花）等植物。

DNA揭示的真相：

• 随着分子生物学技术的发展，科学家开始比较不同植物物种的DNA序列（如叶绿体基因、核基因等）。
• 这些DNA比对研究清晰地表明：
  • 葱属植物（大蒜、洋葱、韭菜、韭葱、香葱等）与石蒜科核心成员（如水仙、石蒜）的亲缘关系，远比对传统百合科成员（如百合、郁金香）更近。
  • 传统百合科实际上是一个人为组合的、多系群（即包含不同祖先来源的类群），需要进行拆分。
  • 葱属植物在演化树上，是深深地嵌套在石蒜科内部的。

现代分类的修正：

• 基于这些强有力的分子证据，现代植物分类系统（如APG系统）进行了重大调整：
  • 将葱属植物正式从百合科移出，归入石蒜科。
  • 石蒜科因此包含了两个主要的亚科或族：
    • 葱族/葱亚科： 核心成员就是葱属，包含大蒜、洋葱、韭菜、韭葱、香葱、藠头等所有我们熟悉的“葱蒜类”蔬菜和调料植物。
    • 石蒜族/石蒜亚科： 包含水仙属、石蒜属、君子兰属、朱顶红属、文殊兰属等观赏植物。

大蒜与洋葱的亲缘关系有多近？

• 它们同属于石蒜科葱属。
• 在属内，大蒜是葱属的一个种，学名是 Allium sativum。
• 洋葱也是葱属的一个种，学名是 Allium cepa。
• 它们是同属不同种的兄弟物种，拥有非常近的共同祖先。
• 它们共享许多关键特征：
  • 鳞茎结构： 大蒜的鳞茎（蒜瓣）和洋葱的鳞茎都是特化的储存器官。
  • 含硫化合物： 都含有独特的含硫化合物（如蒜氨酸、异蒜氨酸），当细胞破裂时被酶分解，产生辛辣的刺激性气味（大蒜素、催泪因子等），这是它们风味和防御机制的核心。
  • 花的结构： 虽然花序不同（大蒜是伞形花序，洋葱也是伞形或球状花序），但基本的花部构造（六枚花被片、六枚雄蕊等）非常相似。
  • 生长习性： 多为多年生草本，具有基生叶。

总结：

DNA比对等分子系统学研究是揭示大蒜和洋葱真实亲缘关系的关键。这些研究表明，大蒜和洋葱不仅同科（石蒜科），而且同属（葱属），是亲缘关系极其密切的“近亲”，甚至可以称为“亲兄弟”。它们与石蒜科的水仙、石蒜等的关系，比与传统百合科的百合、郁金香等的关系要近得多。现代分类学正是基于这些基因证据，将它们正确地归入了石蒜科葱属。