浙江上山文化遗址揭示水稻十万年演化史 我国是世界水稻的起源地进一步确认

2024-05-24 13:36:22     来源:科技日报

水稻是什么时候开始被人类采集利用? 从野生到驯化的过程是怎样的? 这些问题受到社会和学术界高度关注。

5月24日,《科学》在线发表了一项关于水稻起源的重要研究成果。来自中国科学院地质与地球物理研究所等单位的科研人员,利用植硅体微体化石分析等方法开展了浙江上山文化区水稻起源研究,揭示了水稻从野生到驯化的十万年连续演化史。

“这项研究不仅为理解人类社会的发展、农业文明的起源提供了新的证据,也进一步确认了我国是世界水稻的起源地以及上山文化在世界农业起源中的重要地位。”论文共同通讯作者、中国科学院地质地球所研究员吕厚远说。

水稻是目前全球半数人口的主食,其栽培和驯化对中华文明的形成和发展产生了深远的影响。过去一个多世纪以来,水稻起源一直是充满争议的话题,先后有印度起源说、东南亚起源说、阿萨姆和云南起源说等。

20世纪70年代以来,随着我国河姆渡遗址、上山遗址以及长江中下游许多遗址水稻考古证据的发现,国际学术界才开始认同长江中下游地区可能是世界水稻的重要起源地之一。“但能否在长江流域末次盛冰期以来找到可以长期保存且能够区分野生-驯化水稻的鉴定指标,能否揭示人类从采集到驯化野生稻的过程和可能的机制,成为确认长江流域是稻作农业起源地的关键。”吕厚远说。

上山遗址(a和c)及荷花山遗址(b)的位置。中国科学院地质与地球物理研究所、浙江省文物考古研究所供图

此次,科研团队在系统研究现代野生稻-驯化稻的植株、土壤中水稻植硅体的基础上,明确了水稻泡状细胞中扇型植硅体鱼鳞纹数量的增加与水稻驯化程度增强以及农艺性状的增加相关,厘定了区分野生稻与驯化稻鱼鳞纹扇型植硅体比例的阈值,建立了水稻野生-驯化的判别标准。

同时,科研人员进一步利用植硅体分析方法,结合孢粉、炭屑、土壤微形态、粒度、磁化率、地貌调查、考古遗址14C(碳-14)人口概率密度分析和考古发掘等手段,对浙江浦江县上山遗址和龙游县荷花山遗址的考古地层-自然剖面开展系统研究。

研究表明,早在约10万年前,野生水稻就已经分布在长江下游地区,这为后来的水稻利用、驯化提供了条件;大约在24000年前,气候开始进入寒冷的盛冰期,促使人类开始采集并利用野生稻,这意味着人类为适应寒冷的气候变化,探索新的食物来源;大约13000年前,人类有意或无意地对野生稻进行驯化前的栽培,开启了稻作农业起源的漫长过程;大约11000年前,驯化水稻植硅体比例迅速增加并达到驯化阈值,这标志着东亚稻作农业正式起源。

长江下游地区三万年以来水稻由野生到驯化演化的概念模型。中国科学院地质与地球物理研究所供图

中国科学院地质地球所所长底青云表示,这项研究表明,东亚稻作农业与西亚两河流域麦作农业的起源在时间上是同步的,这大大深化了我们对世界农业起源格局的理解,也为我们增强民族文化自信作出了重要贡献。

这项研究成果也得到了评审专家的高度评价。他们认为,这一创新性的发现,是对人类与水稻协同演化研究的重要贡献,对理解人类社会的发展、农业文明的起源以及上山文化的重要性有着深远影响。


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