中國人最早在約1萬年前就開始種植水稻！

科學家約1萬年前就中國人開始種植水稻。這一轉變對人類飲食結構產生了深遠影響，直接導致現代社會一半的人口都依賴於此類主要農作物。

來源 The Atlantic

撰文 Sarah Zhang

翻譯 劉威爾

校審 吳媛媛

考古學家挖掘出小塊水稻殘骸，來自中國人最早馴化的水稻。

江西省的美麗稻田（圖片來源：原文）

大約在1萬年前，地球正經歷從更新世到全新世的地質年代轉變，一群生活在中國長江下游的狩獵採集者則開始經歷生活方式的轉變——他們開始種植水稻（Oryza sativa L.）。

考古學家在上山考古遺址取得了令人矚目的成果，他們發現了這些人類最早種植的水稻的殘骸。水稻的穀粒早就被吃掉了，植株莖稈也早已腐爛，但一個稱作「植硅石」（phytoliths）的微小組分卻能夠留存上千年，它是植物細胞為自我保護而形成的微小、堅硬的二氧化硅結構。水稻的葉子中含有扇形的植硅石，它們不會燃燒、不能被消化也不會腐爛分解。這些植硅石的特殊的結構表明古代上山人不僅僅採集稻穀，而是在約1萬年前就開始種植水稻。這一轉變對人類飲食結構產生了深遠影響，直接導致現代社會一半的人口都依賴於此類主要農作物。

中國考古學家在21世紀伊始開始對上山考古遺址進行挖掘。他們很快發現這裡的飲食結構以稻米為主：埋藏在陶器碎片和石器中的穀殼表明這些工具很可能用於磨粉。但植硅石比人工製品更為豐富，它們無處不在。史密森學會（Smithsonian）的植硅石專家 Dolores Piperno 並未參與本研究工作，但她指出，如果用顯微鏡觀察，在不足十分之一盎司（約3立方毫米）的土壤中就可能發現上千個植硅石微粒。

中國研究團隊經歷了漫長乏味的工作，從土壤中篩出植硅石，反覆清洗、過篩、乾燥過程直到最終得到白色粉末狀的高純度植硅石。隨後，研究人員利用碳14年代測定法準確得出不同深度發掘的植硅石的年代。為了證明植硅石年代測定的可靠性，研究人員還將測定結果與在相同深度發掘的種子、木炭等材料進行年代對比。Piperno 這樣評價驗證的結果：「他們非常仔細地對植硅石年代測定結果進行了一一對比，結果非常可靠。」在測定過程中，最古老材料的年代達到9400年之久。

植硅石微粒以及上山考古遺址發掘地的照片（圖片來源：PNAS）

接著，研究人員藉助顯微鏡對植硅石進行了觀察。研究發現，上山遺址發掘的9400年前的稻米與我們現在食用的稻米並不相同，它們的穀粒更小、更細，這樣的穀粒更易擴散而利於種子傳播。水稻在1萬年的馴化過程中演化出更為豐滿、充滿澱粉、附著在莖稈上易於收割的穀粒，而這過程中同時也發生了植硅石的結構特徵變化。因此，研究團隊將注意力轉移到植硅石魚鱗狀的表面結構上。

現代水稻中的植硅石結構具有9個以上的魚鱗狀修飾，而上山遺址發現的古代植硅石則具有不同數量的魚鱗狀修飾，挖掘層的年代越久遠，具有9個以上魚鱗狀修飾的植硅石比例越高，其結構也越接近現代水稻。這一發現支持水稻的逐步馴化，一個被本研究工作人員、中國科學院地質學家張建平（中科院地質與地球物理研究所）形容為「漫長、緩慢」的過程。研究結果表明野生水稻並不是一夜之間變成現代水稻的。

但水稻的馴化與植硅石的魚鱗狀修飾究竟有什麼具體關係呢？植硅石由葉片細胞產生，而水稻乾旱時會捲曲葉片來保存水分。張建平表示，野生水稻往往在沼澤環境中生存從而獲取足夠的水分，而馴化水稻則葉片直立並且與水面分離，因此需要重複捲曲葉片來保持水分。捲曲的過程中產生了更多的魚鱗狀修飾，正是這些微小的魚鱗狀表面結構特徵講述了1萬年前水稻生存的故事。

植硅石的證據進一步證明，至少在已發現的遺址中，上山是第一個種植水稻的地方。但針對這是否是水稻的唯一一次馴化的問題仍存在一些爭論。遺傳學證據表明，東南亞地區不同種類的水稻可能經歷了最多達3次的馴化。水稻馴化的故事可能始於上山，但在整個大陸甚至全世界都得到了延續。

論文基本信息

【題目】Dating rice remains through phytolith carbon-14 studyrevealsdomestication at the beginning ofthe Holocene

【作者】Xinxin Zuo, Houyuan Lua, Leping Jiang,et al.（中國科學院新生代地質與環境重點實驗室）

【期刊】PNAS

【日期】May 30, 2017

【地址】

【摘要】

Phytolith remains of rice (Oryza sativa L.)recovered from the Shangshan site in the Lower Yangtze of China have previouslybeen recognized as the earliest examples of rice cultivation. However, becauseof the poor preservation of macroplant fossils, many radiocarbon dates werederived from undifferentiated organic materials in pottery sherds. Thesematerials remain a source of debate because of potential contamination by oldcarbon. Direct dating of the rice remains might serve to clarify their age.Here, we first validate the reliability of phytolith dating in the study regionthrough a comparison with dates obtained from other material from the samelayer or context. Our phytolith data indicate that rice remains retrieved fromearly stages of the Shangshan and Hehuashan sites have ages of approximately9,400 and 9,000 calibrated years before the present, respectively. Themorphology of rice bulliform phytoliths indicates they are closer to moderndomesticated species than to wild species, suggesting that rice domesticationmay have begun at Shangshan during the beginning of the Holocene.

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