中国学术界向世人揭示了一个重大而有趣的事实：人类吃大米，至少有2.4万年的历史，东亚栽培水稻与西亚栽培小麦、中南美栽培玉米的起源时间同步
吕厚远研究团队最重要的一项成果，是找到了能够长期保存、区分野生稻和驯化水稻的鉴定指标：植物硅酸体
在上万年前的远古时代，未有文字流传下来，但中国先民驯化水稻的历史，同样是一篇激动人心的史诗，有待今人认真释读
文 |《瞭望》新闻周刊记者 冯源 张泉 谭晶晶
野生稻能一直在水中生长，谷粒成熟后就自然脱落，入地发芽；而水稻在种植环节中需要放水晒田，且谷粒成熟后不会脱落，需要收割。
这些变化是从什么时候开始的？中国科学家历时8年，得出了一个学术界为之瞩目的研究成果。
5月24日，论文《东亚水稻从野生到驯化的轨迹》在权威国际学术期刊刊发，中国学术界向世人揭示了一个重大而有趣的事实：人类吃大米，至少有2.4万年的历史，东亚栽培水稻与西亚栽培小麦、中南美栽培玉米的起源时间同步。
这篇论文，是中国科学院地质与地球物理研究所吕厚远团队与浙江省文物考古研究所、临沂大学、浙江省金华市浦江县上山遗址管理中心等国内13家机构的19位研究人员的共同成果。研究人员依托多个上山文化遗址，首次揭示了一条野生水稻在长江中下游地区率先完成驯化的完整证据链条。
稻源在中国
水稻是人类三大主粮之一，养活了世界三分之一以上的人口。然而，与国际学术界公认小麦栽培起源于西亚、玉米栽培起源于中南美且均有1万年栽培史相比，对水稻栽培起源地和时间的研究却较为曲折。
日本学者加藤茂苞1928年提出的栽培稻“印度起源说”，曾成为一个时期内的主流认识。但上世纪80年代末，澳大利亚学者对印度一处新石器早期遗址出土的稻谷测年发现，其距今不会超过4500年。在随后有学者提出的栽培稻起源地印度阿萨姆和中国云南区域，同样没有发现距今超过5000年的遗存。
1956年，中国农业科学院首任院长、中国科学院学部委员丁颖率先提出了栽培稻“华南起源说”。1973年，河姆渡遗址发现，把稻作农业的起源推进到了距今7000年前，也为中国起源说提供了首个坚实证据。浙江余姚一位文化干部向记者回忆，河姆渡遗址出土的稻谷、稻秆都是金灿灿的，十里八乡的乡亲们种了一辈子的水稻，见到这样的场面，无不啧啧称奇。
此后，湖南澧县彭头山遗址、湖南道县玉蟾岩遗址、江西万年县仙人洞吊桶环遗址等都有一系列重大发现，“长江中下游起源说”逐渐得到接受。
“但鉴定方法的不足和理论上证据链的‘缺环’，使得‘长江中下游起源说’的论证还不完备。”吕厚远说，过去，鉴定远古水稻主要依托炭化的谷物与小穗轴，但它们是易腐烂的有机质，很难在土壤中埋藏上万年。长江中下游地区“雨热同季”，也不利于有机质保存。
同时，从理论上讲，农业起源的作物驯化过程有野生采集、驯化前栽培、完全驯化三个阶段，要证实经栽培稻，必须先发现野生稻遗存。“传统观点认为，在距今2万年前的盛冰期，只有北纬20度以南的热带地区才有可能存活野生稻，长江中下游不会有野生稻分布。”吕厚远介绍。
此次发表的论文，有针对性地弥补了这一证据链缺失。
完善证据链
学界普遍认为，中国团队此次发表的论文形成了一条相当完整的证据链——早在10万年前，野生水稻就已在长江下游地区分布，为先民利用、驯化水稻提供了条件；约2.4万年前，气候进入寒冷的盛冰期，人类为探索新的食物来源，开始采集并利用野生稻；约1.3万年前，人类开始有意或无意地栽培野生水稻；约1.1万年前，驯化水稻登上历史舞台，东亚稻作农业由此起源。这改变了“长江流域在冰期没有野生稻”的传统认识。
数位匿名审稿人对论文给予了高度评价，普遍认为证据确凿、结论创新，具有极高的学术价值，记录了世界农作物从野生、采集、驯化到农业起源的最早、最连续的证据。
在该项研究成果发布会上，中国科学院地质与地球物理研究所所长、中国科学院院士底青云表示，此次研究成果显示，东亚稻作农业和西亚麦作农业的起源时间同步，这大大深化了我们对世界农业起源格局的理解。
寻找稻作之源，不仅是为了证实“最早”。
中国水稻研究所研究员程式华说，我国是水稻的资源富国、科技强国、生产大国，拥有3种野生稻，2个亚种16个变种的栽培稻，7万多份本土稻种资源，占全球资源的一半以上；矮秆育种和杂交稻这两次水稻的“绿色革命”也都发生在中国。“要满足中国人民吃饱、吃好、吃得安全的要求，就必须重视栽培稻起源和稻作文化研究，加强稻种资源的保存、创新和利用研究。”程式华说。
科技考古的力量
此次对稻作农业的探源，科技考古展现出了引人入胜的魅力。“这是地质与考古优势互补的成果。”底青云说。
吕厚远研究团队最重要的一项成果，是找到了能够长期保存、区分野生稻和驯化水稻的鉴定指标：植物硅酸体，简称植硅体，即充填在植物高等细胞组织中的二氧化硅颗粒。
“植物死亡后，其有机质很难在自然界中保存下来，但二氧化硅是无机质，抗风化能力很强。目前已知最古老的植硅体化石，距今已经有上亿年历史，1克水稻叶片有几万粒植硅体，非常适合开展符合统计学规律的分析研究。”吕厚远的同事、论文第一作者张健平告诉记者，此前，他们就利用植硅体鉴定远古时期粟、黍遗存，研究旱作农业的起源。这一鉴定方法已经得到了国际学术界的公认，写入了欧美多所大学的考古学教材。
水稻植硅体直径大约只有40微米，在显微镜下，看上去似一把折扇，每一“折”的顶端都带有典型的鱼鳞纹饰。
科学家们发现，野生稻植硅体的这种纹饰多数少于9个，而驯化稻植硅体的纹饰则大多不少于9个。吕厚远说，为此他们还专门开展了野外对比实验，发现水稻在驯化过程中更能抗倒伏，更能抵抗适度干旱，光合作用也增强了，正是这一过程导致了鱼鳞纹增加。
研究团队在上山文化遗址的地层中，获取了大量的水稻植硅体，对含水稻植硅体地层沉积物进行了高精度的光释光和植硅体碳14测年。临沂大学教授于禄鹏介绍，植硅体在形成时包裹了含碳的有机质，因此可以进行碳14测年；光释光则是通过外界光源提供能量，让晶体把长年累月吸收的各种自然辐射一下子释放出来，从而倒推它最早开始吸收辐射的时间，两种方法相互验证确保每一层植硅体形成时间的可靠性。
于禄鹏的本行是沙漠研究，光释光就是测定沙漠年龄的重要手段。他与吕厚远、张健平都是“跨界”到考古领域的地质学家。运用更宽广领域的科技考古力量，研究团队建立起距今约10万年以来连续的年代地层序列，从而发现了“10万年”“2.4万年”“1.3万年”“1.1万年”这4个水稻从野生到驯化的重要时间节点。研究人员统计发现，随着时间发展，水稻植硅体中驯化稻植硅体的占比不断增长，最终占据了主导地位。
“文化文明起源，是一项多学科交叉、综合性的前沿研究工作。”中国科学院可持续发展研究局地球与资源处副处长李颖虹介绍，围绕文明探源这一重大研究课题，中国科学院一直与国内外相关单位开展合作，近期在基础研究、技术创新等方面取得了系列进展。
例如，创新发展的古DNA技术，为填补和修正东亚早期人群迁徙、演化和适应的过程和细节提供重要依据；高分辨率CT文物扫描设备、科技文化遗产数字化平台、民间文物流通动态追溯系统等装备、技术，也为文明探源提供了科技利器，等等。
上山再觅稻
此次研究所依托的田野考古资料，来自金华市浦江县上山遗址和衢州市龙游县荷花山遗址。它们均属于上山文化遗址。
2000年，浙江省文物考古研究所研究员蒋乐平发现了上山遗址。2003年，北京大学考古文博学院教授吴小红等人对遗址中的夹炭陶片作了碳14测年，得出一个彻底改写我国东南地区新石器时代纪年上限的结论——距今11400～8600年。2006年，上山文化正式命名，成为长江下游地区最早的新石器时代文化。
至今，上山文化考古已经发现了24处遗址，绝大多数分布在钱塘江中上游的金衢盆地。它们共同组成了中国乃至东亚地区目前已知规模最大、分布最为集中的早期新石器时代遗址群。
作为上山文化的主要发现者，蒋乐平已为此工作了25年，他与吕厚远团队也已合作了10多年。
“我一直在思考，金衢盆地何以成为稻作农业的起源地。”蒋乐平表示，现在通过大家的全力合作，在更早的地层找到了野生稻的遗存，说明稻作农业在此起源有自然基础。“这次的发现，为探索上山文化的源头提供了更多依据。”蒋乐平说。
在上山遗址、义乌市桥头遗址和台州市仙居县下汤遗址等处，蒋乐平和同事们都发现了聚落遗迹。这意味着，上山文化遗址群构成了我国迄今为止发现的年代最早的农业定居聚落，上山文化是中国农耕村落文化的重要源头。
对此，美国斯坦福大学东亚语言与文化系教授刘莉说，在上山遗址发现之前，考古界还没有找到过人类在山洞之外居住的遗址。著名考古学家、北京大学考古学系原主任严文明教授生前将上山遗址称作“远古中华第一村”。
“水稻种植需要精耕细作，需要团队协作来管理水源、开展田间管理。”中国考古学会植物考古专业委员会副主任、浙江省文物考古研究所研究员郑云飞说，稻作农业对泱泱华夏影响深远，从某种程度上深刻地影响了中国人的性格。
“上山文化一直是我们的重点考古领域。”浙江省文物考古研究所所长方向明说，近几年该所又发现衢州市衢江区皇朝墩遗址、金华市婺城区园上遗址等一批上山文化遗址。
目前，浙江省文物考古研究所正在与湘赣两省的考古同行共同开展以“长江中下游地区早期稻作农业社会的形成研究”为主题的“考古中国”项目，并已取得进展。
“八月剥枣，十月获稻”“为此春酒，以介眉寿”……《诗经》中的诗句，留下了先秦先民稻作的身影。在上万年前的远古时代，未有文字流传下来，但中国先民驯化水稻的历史，同样是一篇激动人心的史诗，有待今人认真释读。■
