中國學術界向世人揭示了一個重大而有趣的事實：人類吃大米，至少有2.4萬年的歷史，東亞栽培水稻與西亞栽培小麥、中南美栽培玉米的起源時間同步
呂厚遠研究團隊最重要的一項成果，是找到了能夠長期保存、區分野生稻和馴化水稻的鑒定指標：植物硅酸體
在上萬年前的遠古時代，未有文字流傳下來，但中國先民馴化水稻的歷史，同樣是一篇激動人心的史詩，有待今人認真釋讀
文 |《瞭望》新聞周刊記者 馮源 張泉 譚晶晶
野生稻能一直在水中生長，谷粒成熟後就自然脫落，入地發芽；而水稻在種植環節中需要放水曬田，且谷粒成熟後不會脫落，需要收割。
這些變化是從什麼時候開始的？中國科學家歷時8年，得出了一個學術界為之矚目的研究成果。
5月24日，論文《東亞水稻從野生到馴化的軌跡》在權威國際學術期刊刊發，中國學術界向世人揭示了一個重大而有趣的事實：人類吃大米，至少有2.4萬年的歷史，東亞栽培水稻與西亞栽培小麥、中南美栽培玉米的起源時間同步。
這篇論文，是中國科學院地質與地球物理研究所呂厚遠團隊與浙江省文物考古研究所、臨沂大學、浙江省金華市浦江縣上山遺址管理中心等國內13家機構的19位研究人員的共同成果。研究人員依託多個上山文化遺址，首次揭示了一條野生水稻在長江中下游地區率先完成馴化的完整證據鏈條。
稻源在中國
水稻是人類三大主糧之一，養活了世界三分之一以上的人口。然而，與國際學術界公認小麥栽培起源於西亞、玉米栽培起源於中南美且均有1萬年栽培史相比，對水稻栽培起源地和時間的研究卻較為曲折。
日本學者加藤茂苞1928年提出的栽培稻“印度起源説”，曾成為一個時期內的主流認識。但上世紀80年代末，澳大利亞學者對印度一處新石器早期遺址出土的稻穀測年發現，其距今不會超過4500年。在隨後有學者提出的栽培稻起源地印度阿薩姆和中國雲南區域，同樣沒有發現距今超過5000年的遺存。
1956年，中國農業科學院首任院長、中國科學院學部委員丁穎率先提出了栽培稻“華南起源説”。1973年，河姆渡遺址發現，把稻作農業的起源推進到了距今7000年前，也為中國起源説提供了首個堅實證據。浙江余姚一位文化幹部向記者回憶，河姆渡遺址出土的稻穀、稻稈都是金燦燦的，十里八鄉的鄉親們種了一輩子的水稻，見到這樣的場面，無不嘖嘖稱奇。
此後，湖南澧縣彭頭山遺址、湖南道縣玉蟾岩遺址、江西萬年縣仙人洞吊桶環遺址等都有一系列重大發現，“長江中下游起源説”逐漸得到接受。
“但鑒定方法的不足和理論上證據鏈的‘缺環’，使得‘長江中下游起源説’的論證還不完備。”呂厚遠説，過去，鑒定遠古水稻主要依託炭化的穀物與小穗軸，但它們是易腐爛的有機質，很難在土壤中埋藏上萬年。長江中下游地區“雨熱同季”，也不利於有機質保存。
同時，從理論上講，農業起源的作物馴化過程有野生採集、馴化前栽培、完全馴化三個階段，要證實經栽培稻，必須先發現野生稻遺存。“傳統觀點認為，在距今2萬年前的盛冰期，只有北緯20度以南的熱帶地區才有可能存活野生稻，長江中下游不會有野生稻分佈。”呂厚遠介紹。
此次發表的論文，有針對性地彌補了這一證據鏈缺失。
完善證據鏈
學界普遍認為，中國團隊此次發表的論文形成了一條相當完整的證據鏈——早在10萬年前，野生水稻就已在長江下游地區分佈，為先民利用、馴化水稻提供了條件；約2.4萬年前，氣候進入寒冷的盛冰期，人類為探索新的食物來源，開始採集並利用野生稻；約1.3萬年前，人類開始有意或無意地栽培野生水稻；約1.1萬年前，馴化水稻登上歷史舞&，東亞稻作農業由此起源。這改變了“長江流域在冰期沒有野生稻”的傳統認識。
數位匿名審稿人對論文給予了高度評價，普遍認為證據確鑿、結論創新，具有極高的學術價值，記錄了世界農作物從野生、採集、馴化到農業起源的最早、最連續的證據。
在該項研究成果發布會上，中國科學院地質與地球物理研究所所長、中國科學院院士底青雲&&，此次研究成果顯示，東亞稻作農業和西亞麥作農業的起源時間同步，這大大深化了我們對世界農業起源格局的理解。
尋找稻作之源，不僅是為了證實“最早”。
中國水稻研究所研究員程式華説，我國是水稻的資源富國、科技強國、生産大國，擁有3種野生稻，2個亞種16個變種的栽培稻，7萬多份本土稻種資源，佔全球資源的一半以上；矮稈育種和雜交稻這兩次水稻的“綠色革命”也都發生在中國。“要滿足中國人民吃飽、吃好、吃得安全的要求，就必須重視栽培稻起源和稻作文化研究，加強稻種資源的保存、創新和利用研究。”程式華説。
科技考古的力量
此次對稻作農業的探源，科技考古展現出了引人入勝的魅力。“這是地質與考古優勢互補的成果。”底青雲説。
呂厚遠研究團隊最重要的一項成果，是找到了能夠長期保存、區分野生稻和馴化水稻的鑒定指標：植物硅酸體，簡稱植硅體，即充填在植物高等細胞組織中的二氧化硅顆粒。
“植物死亡後，其有機質很難在自然界中保存下來，但二氧化硅是無機質，抗風化能力很強。目前已知最古老的植硅體化石，距今已經有上億年歷史，1克水稻葉片有幾萬粒植硅體，非常適合開展符合統計學規律的分析研究。”呂厚遠的同事、論文第一作者張健平告訴記者，此前，他們就利用植硅體鑒定遠古時期粟、黍遺存，研究旱作農業的起源。這一鑒定方法已經得到了國際學術界的公認，寫入了歐美多所大學的考古學教材。
水稻植硅體直徑大約只有40微米，在顯微鏡下，看上去似一把折扇，每一“折”的頂端都帶有典型的魚鱗紋飾。
科學家們發現，野生稻植硅體的這種紋飾多數少於9個，而馴化稻植硅體的紋飾則大多不少於9個。呂厚遠説，為此他們還專門開展了野外對比實驗，發現水稻在馴化過程中更能抗倒伏，更能抵抗適度乾旱，光合作用也增強了，正是這一過程導致了魚鱗紋增加。
研究團隊在上山文化遺址的地層中，獲取了大量的水稻植硅體，對含水稻植硅體地層沉積物進行了高精度的光釋光和植硅體碳14測年。臨沂大學教授於祿鵬介紹，植硅體在形成時包裹了含碳的有機質，因此可以進行碳14測年；光釋光則是通過外界光源提供能量，讓晶體把長年累月吸收的各種自然輻射一下子釋放出來，從而倒推它最早開始吸收輻射的時間，兩種方法相互驗證確保每一層植硅體形成時間的可靠性。
於祿鵬的本行是沙漠研究，光釋光就是測定沙漠年齡的重要手段。他與呂厚遠、張健平都是“跨界”到考古領域的地質學家。運用更寬廣領域的科技考古力量，研究團隊建立起距今約10萬年以來連續的年代地層序列，從而發現了“10萬年”“2.4萬年”“1.3萬年”“1.1萬年”這4個水稻從野生到馴化的重要時間節點。研究人員統計發現，隨着時間發展，水稻植硅體中馴化稻植硅體的佔比不斷增長，最終佔據了主導地位。
“文化文明起源，是一項多學科交叉、綜合性的前沿研究工作。”中國科學院可持續發展研究局地球與資源處副處長李穎虹介紹，圍繞文明探源這一重大研究課題，中國科學院一直與國內外相關單位開展合作，近期在基礎研究、技術創新等方面取得了系列進展。
例如，創新發展的古DNA技術，為填補和修正東亞早期人群遷徙、演化和適應的過程和細節提供重要依據；高分辨率CT文物掃描設備、科技文化遺産數字化&&、民間文物流通動態追溯系統等裝備、技術，也為文明探源提供了科技利器，等等。
上山再覓稻
此次研究所依託的田野考古資料，來自金華市浦江縣上山遺址和衢州市龍游縣荷花山遺址。它們均屬於上山文化遺址。
2000年，浙江省文物考古研究所研究員蔣樂平發現了上山遺址。2003年，北京大學考古文博學院教授吳小紅等人對遺址中的夾炭陶片作了碳14測年，得出一個徹底改寫我國東南地區新石器時代紀年上限的結論——距今11400～8600年。2006年，上山文化正式命名，成為長江下游地區最早的新石器時代文化。
至今，上山文化考古已經發現了24處遺址，絕大多數分佈在錢塘江中上游的金衢盆地。它們共同組成了中國乃至東亞地區目前已知規模最大、分佈最為集中的早期新石器時代遺址群。
作為上山文化的主要發現者，蔣樂平已為此工作了25年，他與呂厚遠團隊也已合作了10多年。
“我一直在思考，金衢盆地何以成為稻作農業的起源地。”蔣樂平&&，現在通過大家的全力合作，在更早的地層找到了野生稻的遺存，説明稻作農業在此起源有自然基礎。“這次的發現，為探索上山文化的源頭提供了更多依據。”蔣樂平説。
在上山遺址、義烏市橋頭遺址和台州市仙居縣下湯遺址等處，蔣樂平和同事們都發現了聚落遺跡。這意味着，上山文化遺址群構成了我國迄今為止發現的年代最早的農業定居聚落，上山文化是中國農耕村落文化的重要源頭。
對此，美國斯坦福大學東亞語言與文化係教授劉莉説，在上山遺址發現之前，考古界還沒有找到過人類在山洞之外居住的遺址。著名考古學家、北京大學考古學系原主任嚴文明教授生前將上山遺址稱作“遠古中華第一村”。
“水稻種植需要精耕細作，需要團隊協作來管理水源、開展田間管理。”中國考古學會植物考古專業委員會副主任、浙江省文物考古研究所研究員鄭雲飛説，稻作農業對泱泱華夏影響深遠，從某種程度上深刻地影響了中國人的性格。
“上山文化一直是我們的重點考古領域。”浙江省文物考古研究所所長方向明説，近幾年該所又發現衢州市衢江區皇朝墩遺址、金華市婺城區園上遺址等一批上山文化遺址。
目前，浙江省文物考古研究所正在與湘贛兩省的考古同行共同開展以“長江中下游地區早期稻作農業社會的形成研究”為主題的“考古中國”項目，並已取得進展。
“八月剝棗，十月獲稻”“為此春酒，以介眉壽”……《詩經》中的詩句，留下了先秦先民稻作的身影。在上萬年前的遠古時代，未有文字流傳下來，但中國先民馴化水稻的歷史，同樣是一篇激動人心的史詩，有待今人認真釋讀。