一种被遗忘的豆子如何拯救咖啡免于灭绝

一位顶尖植物学家正在搜寻地球偏远角落，以寻找能够让我们杯子装满的新物种

作者：Marta Zaraska 摄影：Emily Mott 2025 年 4 月/5 月

An 1896 illustration of Coffea stenophylla 1896 年在 Curtis’s Botanical Magazine 上刊登的 Coffea stenophylla 插图，其中提到该物种的“卓越风味”和市场潜力。 Missouri Botanical Garden; Dreamstime; iSTOCK

Stenophylla 是一种咖啡植物，而不是罪犯，但它仍然可以声称拥有自己的“通缉”海报。 2018 年，伦敦Royal Botanic Gardens, Kew 咖啡研究负责人 Aaron Davis 迫切希望追踪到这个稀有物种，因为它自 1954 年以来就未在野外见过。他在历史记录中发现的数据表明，stenophylla 可能具有抗旱和耐热性——在日益变暖和干燥的世界中，这些特性越来越有价值。因此，他制作了一份“你见过这种植物吗？”的传单，上面有 stenophylla 叶子的图片，其尖端类似于蛇的毒牙。他在塞拉利昂的一位同事 Daniel Sarmu 骑着摩托车穿过该国红褐色的泥土路，将副本分发给农民。大多数人都摇了摇头：他们从未见过这样的植物。这种情况持续了几天：更多的道路，更多的农场，一无所获。“显然行不通，” Davis 说。他别无选择，只能亲自开始搜寻塞拉利昂的森林。

每天，世界人口消耗约 20 亿杯咖啡。 在某些地方，它比其他地方更受欢迎。 普通美国人每天喝多达三杯。 在一些欧洲国家，如芬兰和卢森堡，人们喝得更多。 埃塞俄比亚有咖啡文化，但在其他非洲咖啡种植国，相对较少的人喝咖啡。 巴西人的人均饮用量是哥伦比亚人的两倍，但拉丁美洲大部分地区几乎不碰这种东西，而是选择更便宜的瓶装软饮料。 在亚洲和澳大利亚，人们往往更喜欢茶。 咖啡作为一种能量助推剂和情绪增强剂而受到喜爱。 它也是一种社会和文化仪式，最重要的是，一种习惯。 许多咖啡饮用者对杯中的东西非常讲究，无论是馥芮白还是超大号冰焦糖玛奇朵。

The Palm House at Kew 邱园的棕榈屋建于 19 世纪 40 年代，用于存放热带植物，在英国鼎盛时期，这里是来自世界各地的异国情调样本的仓库。Emily Mott

在口味方面，咖啡非常复杂。 一杯咖啡可能包含多达 1200 种挥发性化合物。 然而，你在杯中感知到的东西取决于许多因素，除了植物的基因组：它生长的环境、天气、烘焙方式、用于酿造的水。 甚至杯子的颜色也很重要。 白色使咖啡看起来更浓烈，而透明玻璃使咖啡看起来更甜。

截至目前，人类几乎所有的咖啡需求都由两个物种提供：Coffea arabica 和 Coffea canephora，俗称 robusta。 Arabica 有很多品种，例如 geisha 或 bourbon，但这些就像你在超市里可以找到的苹果类型——无论是 Granny Smith 还是 Gala，它仍然是苹果。 Arabica 以其广泛而复杂的风味范围而受到赞赏，包括被描述为花香和果香的香气。 作物本身很脆弱。 它不喜欢高温，不能很好地应对干旱，并且容易受到害虫的侵害。 它也需要在高海拔地区生长，最好是在海拔 3200 英尺以上。 Robusta 比 arabica 晚得多才出现，由一位比利时植物学家在 1898 年描述，当时一种名为叶锈病的真菌疾病在 20 世纪之交摧毁了 arabica 的种植园。 抗病 robusta 迅速取代了其脆弱的表亲。 苦涩、粗糙且廉价，它更像是一种主力，通常制成速溶咖啡。 但在当今不断变化的气候下，即使是 robusta 作物也正在歉收。

arabica 和 robusta 都喜欢水，而它们生长的地区越来越少。 Arabica 每年至少需要 59 英寸的水——相当于美国最潮湿的州之一路易斯安那州的年降雨量。 虽然 robusta 可以用更少的水来满足需求，但这不仅仅是水的数量问题。 时间也很重要。 “生产者真正想知道一件事：什么时候开始下雨？”哥伦比亚International Center for Tropical Agriculture 的咖啡研究员 Christian Bunn 说。 当雨季来临时，植物开始开花，生长周期开始。 “现在，突然间，这些雨季来得晚了，来得早了，它们扰乱了旱季，或者旱季扰乱了雨季，”Bunn 说。

Bunn 是一项 2014 年研究 的主要作者，该研究表明，到 2050 年，气候变化可能会将全球适合咖啡生产的面积削减一半。 当时，人们对此持怀疑态度。“这种态度已经改变，”他说。 世界各地的咖啡作物最近都未能达到预期——世界第二大咖啡生产国越南在 2023 年的产量下降了 20%。 现在，公司担心了。“他们不知道未来的咖啡将来自哪里，”Bunn 说。 由于栖息地丧失和气候变化，60% 的野生咖啡物种现在面临灭绝的威胁。

这就是 Davis 如此热衷于重新发现失落的咖啡物种的原因。 并非任何单一物种都能为全球咖啡生产面临的诸多挑战提供神奇的解决方案——即使是像 stenophylla 这样神话般的耐热耐旱咖啡植物也不能。 但某些稀有物种既可以用于部分取代那些变得太热而无法种植作物的地区，也可以用于杂交新品种，使其更加坚固。 然而，要实现这一目标，科学家们需要遗传资源，从中选择最佳性状——不仅要选择那些使其异常有弹性的性状，还要选择那些赋予其绝佳味道的性状。 最后一部分至关重要。 如果人们觉得不好吃，那么无论哪个物种有多么有弹性，都无法成为未来的咖啡。

Davis 在 20 世纪 80 年代还是个青少年时，他母亲的园艺天赋让他对植物学产生了兴趣。 他于 1994 年在英格兰的雷丁大学获得博士学位，并在十年后的第一次咖啡寻找任务中开始了他的职业生涯，当时他的同事们让他去马达加斯加寻找新的物种。 但他对 stenophylla 的痴迷始于大约 15 年前的一本古董书，当他扫描邱园植物标本室里狭窄办公室的书架时告诉我。 这个地方闻起来有旧木头、干树叶和咖啡的味道。 通过大窗户，我看到的是邱园的绿色海洋：一个联合国教科文组织世界遗产地，拥有世界上最广泛的植物收藏之一。 与 Davis 的办公室相比，花园看起来很平静，他的办公室里堆满了文件、几个世纪前的植物学书籍、咖啡研磨机、壶和过滤器，以及装满稀有咖啡豆的袋子、盒子和罐子。 没有人比 Davis 发现更多的 Coffea 物种。 他一个人就发现了大约三分之一的已知物种。 而且他远未完成。

a man stands for a portrait Davis 在邱园皇家植物园。 除了咖啡方面的工作外，他还担任花园的作物和全球变化高级研究负责人。 Emily Mott

Davis 终于找到了他一直在寻找的书，这是美国生物学家 Ralph Holt Cheney 于 1925 年撰写的关于咖啡的专著。 他翻开书，给我读了一段话，其中将 stenophylla 豆描述为“优于所有其他物种”。 Davis 发现的其他古书也同样称赞 stenophylla “精致”，比最好的 arabica 更美味。 旧文件还声称，该物种可以在低地生长，在高温下生存并且可以抵抗干旱。“我想，‘哦，天啊，这太有趣了。 我真的很想尝尝，’”Davis 说。

他现在在他的一个办公室的橱柜里藏着两罐 stenophylla 豆。 它们因年代久远而发黄，这并不奇怪，因为它们来自 1856 年和 1873 年。 Davis 从邱园植物标本室挖出了它们。 有一次，他很想烘烤一些豆子，但一位同事警告他说，他可能会毒害自己——这些豆子很可能掺入了古老的防腐剂。

科学家们在 1834 年首次描述了 stenophylla，当时它仍在塞拉利昂被积极种植。 然而，到了 20 世纪中叶，该物种不知何故从咖啡馆和种植园中消失了。“我们推测，这是因为英国人引进了 robusta，它产量更高，”英格兰格林威治大学的农业生态学家 Jeremy Haggar 说，他曾在几个项目中与 Davis 合作过。“但是，当质量差异明显时，为什么它会完全消失呢？ 这仍然有点奇怪。”

关于人们最初如何开始喝咖啡的情况知之甚少。 根据埃塞俄比亚的民间传说，这一切都始于九世纪中叶，一位名叫 Kaldi 的年轻埃塞俄比亚牧羊人。 故事是这样的，有一天，Kaldi 的山羊发现了一种新的零食：隐藏在一棵小树光滑、深绿色叶子中的红色浆果。 它们吃完后，这些动物变得躁动不安。 出于好奇，Kaldi 决定自己尝试这些浆果，他很快就感到精力充沛，开始在田野里跳舞。 当 Kaldi 与当地修道院的一位修道院长分享这些浆果时，这位僧侣最终在晚间祈祷期间保持清醒。 他喜欢这种感觉，并决定将这些浆果制成饮料。 一种全球传统由此诞生。

科学尚未证实这个故事，但有充分的证据表明，Coffea arabica 起源于埃塞俄比亚和南苏丹，很可能是在也门驯化和种植的。 从那里，通过也门港口摩卡，arabica 征服了世界：首先是印度，然后在 17 世纪是欧洲，几十年后是美国。 1668 年，在纽约已经开始品尝用蜂蜜加糖并用肉桂调味的咖啡。 然而，使咖啡成为美国最受欢迎的热饮的是内战。 联邦将军认为，当士兵们服用 arabica 时，他们的战斗力会更强，因此部队中充斥着这种饮料，他们的每日口粮足以让每个人每天酿造两杯以上的咖啡。 正如 Jonathan Morris 在他的书《Coffee: A Global History》中所写的那样，这种饮料是战场生活中如此重要的一部分，以至于“咖啡”这个词在联邦士兵的日记中出现的频率高于“子弹”或“步枪”。

Coffea 属，arabica、robusta 和 stenophylla 都属于该属，拥有丰富的多样化物种。 有些有毛茸茸的果实，有些的果实看起来像里面有脑形种子的梨。 有些咖啡因含量高，而另一些则天然不含咖啡因。 有些味道像黑焦糖，有些像香肠卷。

Davis 说，起初，他的工作纯粹是植物学，只是为了填补 Coffea 家族树。 马达加斯加拥有一个封闭的生态系统，那里充满了地方性物种。“我去那里时没有意识到在野外寻找咖啡有多么困难。 这真的非常非常棘手，”他说。 一位名叫 Franck Rakotonasolo 的当地植物学家向 Davis 展示了它是如何完成的。 你不会扫描绿色植物来寻找特征性果实（大多数情况下植物没有任何果实），也不会寻找叶子（有太多看起来相似的植物）。 相反，你要寻找 Coffea 属的独特结构。 Davis 用他的手在空中绘制形状：直直向上，那是树干，然后向两侧倾斜，那是树枝。“树枝总是以某种方式保持，”他说。

Cover image of the Smithsonian Magazine April/May 2025 issue

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本文选自 Smithsonian magazine 2025 年 4 月/5 月刊

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people in the woods in South Sudan 戴帽子的 Davis 在南苏丹的田野里。 2021 年，他帮助确定了仅在该国博马高原发现的咖啡遗传品系。 Emma Sage © RBG Kew

然而，即使知道要寻找什么，两位植物学家也经常不得不在热带雨林中跋涉数天，有时水深及膝。 他们被卷入了一场旋风； Davis 几乎死于钩虫。 他回忆说，有一天，“当我脱掉鞋子时，我的脚是白色的。 这简直太疯狂了。” Davis 后来以他的导师的名字命名了他发现的一个物种：Coffea rakotonasoloi。

作为一名分类学家，Davis 的主要目标是发现和描述新的咖啡物种，以更全面地了解该属的遗传多样性。 但大约在 2009 年，Davis 开始认真思考如何帮助咖啡种植者适应变暖的地球。 他递给我一张由他的研究团队成员在乌干达拍摄的照片。 它显示了几排 robusta 植物，全都枯萎了，从龟裂的干燥土壤中伸出来。“如果没有大量的水，这种 robusta 就会死亡，”他说。

格林威治大学教授 Haggar 在 21 世纪初在中美洲国家尼加拉瓜注意到了这种令人担忧的趋势。“那是我第一次看到一个咖啡生产系统开始崩溃，”他说。 那一年，通常五到六个月的旱季延长到七个月。 起初，植物长势良好，但后来，“突然，在一两周的时间里，就像这个系统最终耗尽了水一样，所有的东西都开始落叶和枯死，”Haggar 说。“看到那个临界点真是令人难以置信。”

这种担忧正在推动将新物种推向市场的努力。 除了 stenophylla 之外，Davis 还对 Coffea zanguebariae 抱有希望，这是一种在炎热天气中繁荣的东非物种。 原产于中非的 Coffea excelsa 在 robusta 放弃后很久也能在没有水的情况下生存。 还有 Coffea racemosa，它的豆子和小扁豆一样小，对大多数害虫具有抵抗力。

一旦 Davis 的“通缉”海报失败，他便决定是时候像 Rakotonasolo 教他的那样搜寻森林了。 但到 2018 年，许多森林已经消失了，被砍伐用作燃料和农场。 他和他的团队仍然可以寻找的地方之一是 Kasewe 森林保护区，这是塞拉利昂中部的一个丘陵地区。 科学家们花了一上午的时间才找到通往这个偏远保护区的路。“我们到达那里，爬上这座陡峭的山丘大约一个小时，环顾四周，每个人都说，‘就是这里吗？’ 我说，‘不是。’ ‘肯定就是这里！’ ‘不是。’”

a glass jar of coffee beans 一罐 Coffea stenophylla 豆——于 1856 年在塞拉利昂采集——现在位于伦敦邱园皇家植物园 Aaron Davis 的办公室。Emily Mott

当他们最终找到这种植物时，它最终变得微不足道，没有果实或花朵。 在未经训练的人看来，它看起来就像森林中的任何其他灌木。 但 Davis 立刻就知道了——他看到了那种独特的结构。“在想要找到它这么多年之后，感觉太棒了，”他说。 但奇怪的是，他的团队找不到更多的标本。 只有一株瘦弱的植物。 为了保护它，科学家们清理了 stenophylla 周围的灌木丛，并用石头标记了位置。 然后是时候回去了。 Haggar 是探险队的一员，他回忆起该小组的感受：“这有点苦乐参半，因为我们找到了它，但只有一株植物，你不能做太多事情。” 因为该植物尚未开花，所以没有种子可以收集并在研究田中种植。

尽管如此，科学家们现在知道了可能会发现 stenophylla 的生态系统类型。 在接下来的几个月里，他们设法在塞拉利昂的森林中找到了更多的这种植物，并收集了豆子。 到 2020 年，Davis 的团队终于在野外收集了足够的 stenophylla，可以烘烤 9 克——数量很少，但足以让他最终品尝到他期待已久的第一次味道。

a book shelf 关于非洲咖啡的新旧书籍填满了 Davis 在邱园的书架。 Davis 和几位同事于 2018 年共同撰写了自己的《埃塞俄比亚咖啡地图集》。 Emily Mott

整个过程远非标准。 首先，这些豆子是在塞拉利昂某人的露台上的塑料椅子上晒干的。 尽管如此，第一口还是让 Davis 大吃一惊。 Stenophylla 类似于卢旺达波旁咖啡，一种品质卓越的优质 arabica。“我只是觉得，哦，我的上帝，这太棒了，”他说。 在后来的 stenophylla 小组品尝中，Davis 的印象得到了证实：品尝者一致认为它达到了高品质 arabica 的水平。 它是甜的，带有桃子、茉莉、巧克力和接骨木花糖浆的底色。

当我们在构成邱园植物标本室档案的一排排老化的架子和抽屉中行走时，Davis 告诉我这里有超过 700 万份干燥的标本。 这些标本是在过去 170 年里从世界各地收集的，其中包括查尔斯·达尔文 (Charles Darwin) 在乘坐 HMS Beagle 号旅行期间挑选的 450 份标本。 Davis 预计我的来访，已经取出了一些干燥的咖啡标本给我看。 其中之一是 Coffea liberica 的一片大叶子，由一位名叫 J.D. Snowden 的探险家于 1930 年在现在的南苏丹采集。 它因年代久远而变白，并粘在磨损严重的卡片上。 它看起来很脆。

然而，Davis 说，这种叶子是高质量 DNA 的宝贵来源。“你可能会翻阅这些标本，说：‘我知道那是什么。’ ‘我知道那是什么。’ ‘哦，这个看起来有点不同！’ 然后你进行 DNA 测试、化学测试、用电子显微镜进行微形态分析——然后你意识到，它确实不同，”他说。 植物标本室中的一些标本未命名，等待贴上标签； 另一些标本已被错误地编目为已知物种，而 DNA 数据清楚地表明它们是其他物种。 Davis 展示给我的 liberica 标本实际上是一种 excelsa 咖啡——他最近证明它与 liberica 是分开的。（该论文等待发表。）

Davis 递给我的透明杯子里装满了新鲜酿造的 racemosa，这是一种具有抵抗力且豆子很小的咖啡。“你可能只是喝过这种咖啡的 50 个人之一，”他说，他自己也拿了第二杯。 它闻起来一点也不像咖啡——薄荷味，带有一丝迷迭香的味道。“你在 arabica 中发现的一些主要化合物在这种咖啡中没有。 而且在这种咖啡中发现的一些化合物在 arabica 中没有，”他补充说。 与气味一样，我品尝到的第一种味道不是很像咖啡。 有一些黑醋栗，一些茴香。 然而，回味很像咖啡。 我告诉 Davis，这很不寻常，但仍然很美味。

我们品尝的下一种咖啡是 liberica。 对于我这个未经训练的味蕾来说，这种咖啡甚至更奇怪，带有一丝野生蘑菇的味道。 他告诉我，这仍然无法与 Davis 尝过的一些马达加斯加咖啡相提并论。 他说，其中一种“有点肉味”并且“非常非常酸”。 糟糕的味道也是天然不含咖啡因的咖啡不太可能很快出现在你超市货架上的原因。“它们不产生咖啡因，它们产生其他酸，”Davis 说。 而这些酸通常会转化为奇怪的味道。

虽然 stenophylla 具有令人惊叹的味道和气候坚固的特性，但它也可能不会在不久的将来征服世界。 Davis 说，一个主要问题是产量低，尤其是与 robusta 相比。 这可能是 stenophylla 在 20 世纪消失的原因之一。 但 Davis 希望 stenophylla 可以与其他咖啡品种一起培育。 他和他在非洲的同事已经在进行使用传统杂交方法的研究。 法国农业研究组织 CIRAD 的植物遗传学家 Benoît Bertrand 说，racemosa 也可以与另一种野生物种（例如 Coffea sessiliflora）杂交，以产生一种具有抗旱性但豆子更大的东西。“野生物种是基因的储藏库。 这对于未来的育种来说非常有趣，”他说。 “生物多样性不仅仅是为了好玩； 它是一个基因库，”International Center for Tropical Agriculture 的 Bunn 同意道。“我们正在失去这些资源，我们需要它们。”

A dried sample of Coffea stenophylla 邱园的 Coffea stenophylla 干燥样本显示了该物种的一个独特特征：尖尖的叶尖，类似于蛇的毒牙。Emily Mott

与此同时，科学家们建议咖啡种植者和消费者思考该行业对气候变化的影响。 一个大问题是化肥，化肥大量施用于在开阔地种植的咖啡。 这些化肥会释放一氧化二氮，这是一种强效温室气体。 这就是为什么 Haggar 建议有环保意识的消费者选择遮荫种植的咖啡，这种咖啡需要较少的化肥。 咖啡胶囊和咖啡囊也有问题。 2021 年的一项研究表明，它们在所有常见的咖啡制备方法中具有最大的碳足迹。“如果你只是从一个袋子里拿出磨碎的咖啡，然后把它放入法式压滤机中，那么你就可以避免很多这类排放，”Haggar 说。

关于 stenophylla 的未来，Haggar 说，他和 Davis 现在只是“坐在那里等着”。 他们在塞拉利昂监督着一块种植了大约 8000 株 stenophylla 植物的地块，如果一切顺利，这些植物今年应该会结果。 然而，Davis 认为，在不久的将来，stenophylla 将只是一种小众咖啡，适合一小群鉴赏家。 他还没有准备好向农民推广 stenophylla。“我们不知道产量会是多少，”他说。“我们不知道它对害虫和疾病的抵抗力会有多强。 我们不知道从盈利能力的角度来看，它对农民来说会如何运作。 有太多的未知数。”

但农民迫切需要解决方案。 如果他们能获得更好的品种，更好的变种，也许他们的农场就能生存下去。 这就是 Davis 的用武之地：编目越来越多的咖啡类型，寻找新的基因型，寻找既可以用于杂交更坚固的杂交种，又可以直接种植在农场上作为高利润特种咖啡的有弹性的物种。 世界咖啡研究协会的研究与开发总监 Tania Humphrey 说：“我们需要像他这样的人来了解咖啡的多样性并将想法付诸实践，世界咖啡研究协会是一家由全球咖啡行业组成的非营利组织。“也许他可以将其缩小到前三名或前五名，最终这种材料可以流入育种渠道。”

至于 Davis，他已经在准备下一次去非洲的旅行了。 仍然有新的咖啡物种等待被发现——以帮助农民茁壮成长并让世界保持清醒。

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