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考古公开课②|37年,破译一粒水稻的前世今生
新湖南 • 知不知道
2024-05-29 15:45:54

70年前,袁隆平踏进怀化安江农校,在这里开始了长达37年的研究生涯,成功培育出杂交水稻,从此一粒种子改变世界。

神奇的是,就在隔江相望的高庙文化遗址中,考古人员发现了7000多年前的炭化稻谷粒。人类对稻谷的驯化,在近万年的时光里,完成了一次跨越式的交接。本期,让我们跟随湖南省文物考古研究院研究人员的脚步,去解锁湖湘水稻的驯化密码。

8500年前的花粉锁定古水稻基因

工作人员在八十垱遗址进行出土稻谷的漂洗与浮选

彭头山遗址出土陶片中的稻壳印痕

地球植物约有39万多种,人类万年间驯化的农作物并不多,为什么会选中颗粒细小的水稻?最初,这或许只是一个偶然,先民发现这种植物可以食用,但显然他们迅速意识到了这种植物的优点。那么,又是谁率先迈出了第一步?

河姆渡遗址出土炭化水稻后,水稻起源的“印度说”被打破,考古学家们把目光投向了中国。1988年,考古人员在常德澧县彭头山遗址距今约8500年的陶片上发现了水稻的印痕,却没有在文化层的土壤中找到炭化稻谷。

顾海滨研究员没有放弃,她在显微镜下反复观察,通过一系列物理和化学分析,终于在土壤中发现了禾本科的花粉。然而,禾本科囊括了1万多种植物,如何才能确定这个花粉属于水稻?顾海滨犯了愁。从事第四纪研究的周昆叔先生提醒她,农作物在自然和人类的选择下,花粉及其萌发孔会变大。果真,显微镜下,花粉和萌发孔的直径佐证了这一观点,并与河姆渡遗址发现的水稻花粉基本一致。顾海滨终于可以确定,彭头山遗址的花粉就是来自水稻,中国的稻作历史由此推前了2000余年。

14000年前的稻谷震惊世界

蟾岩遗址发现的炭化稻谷

八十垱遗址出土的稻谷

湖南大多是酸性土壤,不利于水稻这种有机物质的保存,因此,每一次发现都让考古学家们兴奋不已。

1993年底,湖南考古的福地——永州道县玉蟾岩发现了两粒炭化的稻壳,两年后的秋天,原湖南文物考古研究所所长袁家荣组织顾海滨等专家再次来到这里。他们每天工作8个小时,苦苦搜寻,却始终不见水稻的踪影。转机出现在两个多月后的一天下午,两粒古水稻在一块胶结板中忽然出现。这是距今约一万多年前的水稻,穿过了漫长的时光隧道,终于来到了人们面前,在场的考古人员无不热泪盈眶。

这一年的冬天,澧阳平原也传来了振奋人心的消息。考古人员在八十垱遗址的古河道内发掘时,地下水突然往上冒,随之涌出的是大量金黄色的稻谷。人们还来不及惊讶,稻谷在一两分钟内就变成了黑色。顾海滨和同事按捺住激动的心情,一粒粒清点出8584粒稻谷。

湖南的发现震惊了世界,一批批学者远渡重洋而来,进入玉蟾岩、杉龙岗,继续寻找古水稻的身影。

6000年前的古城遗址展现稻作文明

城头山遗址发现的古城墙

随着越来越多的古水稻被发现,一个问题随之被提起:“这些水稻,究竟是野生的还是人工栽培的?”

仿佛为了回答这个问题,1996年,澧县城头山遗址发现了当时世界上最早的水稻田,距今约6500年,人工开凿的水坑、水沟等原始灌溉系统完备。历经15次发掘,这里还发现了6300多年前的城墙,在城南壕沟的淤泥中,出土了稻、瓜等百余种人工种植和野生植物籽及猪、羊、狗、鹿等20多种家养和野生动物骨骸。

2020年,在距城头山13公里的鸡叫城遗址,考古人员揭露了面积约80平方米的谷糠堆积,据测算,这些谷糠源自22吨稻谷,脱壳后能产生约14吨稻米,足够1000个成年人食用40余天。这里的兴盛期比城头山晚了一千余年,古城规模更大,除了灌溉系统,城外还有3圈护城河和错综复杂的水网系统。

考古学家们大胆猜测,先民们在掌握了种植栽培水稻技术之后,慢慢从山区迁到了澧阳平原,成熟的稻作农业体系促进了城头山城和鸡叫城的先后建立。

从发现稻谷遗存,到发现世界上最早的古水稻;从发现两粒到发现数千粒;从发现炭化稻谷到发现古稻田;从最初通过花粉直径判断到今天通过DNA寻找基因序列……湖湘稻作考古同样用37年时间,为我们解密了长江中游地区人类驯化水稻的万年进程。

湖湘大地,曾经是世界水稻起源与传播地之一。今天,再次成为了现代杂交水稻的发源与传播之地。

考古知识点

为何研究“水稻起源”?

试想一下,假如地球的环境不再适宜种植水稻,为了填饱肚子,人类就需要重新驯化其他物种作为它的“替代品”,而水稻从野生状态到最终规模化的稳产、高产,是一个漫长的驯化过程,若想缩短这个过程,就需借鉴已被人类成功驯化的植物经验,来指导新物种的驯化。如果不进行“水稻起源”的研究,一旦现有作物无法生长且新作物不能替代,人类将面临饥饿。

湖南的玉蟾岩遗址为什么吸引了全世界的目光?

玉蟾岩遗址一开始被称为“蛤蟆洞遗址”,直到1995年第二次发掘,在时任湖南省文物考古研究所所长袁家荣爷爷的建议下,才正式命名为“玉蟾岩遗址”。

2004年11月,一支由湖南省文物考古研究所、北京大学、美国哈佛大学联合组建的“多兵种合作”考古队第三次探访这里。他们的到来,令这个海拔仅有几十米的山丘,成为人类文明不可忽视的高峰。这次发掘出土了炭化稻谷、早期陶片、大量的动物遗存以及猕猴桃、梅、野葡萄等植物遗存。更重要的是,这些炭化稻谷出土的地层年代最早可追溯到距今1.4万年前,是迄今为止世界上发现最早的有人工干预痕迹的水稻。

(执行/陈暑艳 李佳玲 卢李)

责编:邱访蓉

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