地大教授顧延生:長江中下游先民最早馴化野生稻,大米今成全球35億人口主食
2022-08-25 10:00:00 來源: 長江日?qǐng)?bào)


  一日三餐,全球35億人以大米為主食。你知道稻米起源于哪里嗎?武漢不久前獲評(píng)“國際濕地城市”,你想過稻米其實(shí)也是人與濕地的連接之一嗎?
  8月21日,由桂建芳院士自然科普工作室策劃的第三季自然通識(shí)課第五課,邀請(qǐng)到中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院教授、生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室固定研究員、濕地演化與生態(tài)恢復(fù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任顧延生主講。當(dāng)把時(shí)間的緯度拉長到萬年前,生活在長江中下游的古先民馴化了野生稻,成為世界近半人口的主食。
  長江中下游先民馴化了野生水稻


  顧延生教授解析水稻的進(jìn)化,青少年積極與教授交流。 長江日?qǐng)?bào)記者李子云 攝
  “一條大河波浪寬,風(fēng)吹稻花香兩岸,我家就在岸上住……”《我的祖國》這句深入人心的歌詞,道出了稻與濕地、濕地與人的水乳交融關(guān)系。顧延生表示:“長江流域的水熱條件適中,河湖濕地豐富,生物多樣性程度高。野生稻喜歡溫暖、濕潤和光照充足的環(huán)境,河湖濕地邊分布很多野生稻,古先民很容易發(fā)現(xiàn)它。”
  相遇之后的故事,則是“吃貨”與需求的滿足,這種淀粉含量高達(dá)80%的谷物,不僅能夠給人們提供充足的能量,口感還挺不錯(cuò),顧延生說:“我們的祖先也是不斷嘗試各種野生植物的果實(shí),最后發(fā)現(xiàn)野生稻稻米吃了挺飽、口感不錯(cuò)、容易攜帶、產(chǎn)量也高,于是就把野生稻作為重點(diǎn)馴化作物。”
  野生稻可不像如今的栽培稻這么“聽話”,它們有的匍匐在地,有的半倒不倒,還動(dòng)不動(dòng)就掉粒嚴(yán)重。躺倒的水稻因?yàn)榕c地面接觸面積大,產(chǎn)量相對(duì)會(huì)減少,種子也更容易被水分浸泡,腐爛變質(zhì),或被地面動(dòng)物吃掉,所以古人首先是想把水稻馴化為直立。古人經(jīng)過數(shù)千年的不斷馴化和選育,終于讓馴化后的栽培稻個(gè)個(gè)“挺直腰桿”,而且還改掉了掉粒的毛病。
  顧延生研究發(fā)現(xiàn),水稻的演化與傳播,是在人類行為作用下十分緩慢的進(jìn)化過程,主要可以分為三個(gè)階段,“第一階段為距今1.5萬年到1萬年之間,古先民開始進(jìn)行原始采集、栽培與初步馴化,距今約1萬年時(shí),古栽培稻開始出現(xiàn),但僅是有限傳播;第二個(gè)階段在距今1萬年到6600年之間,水稻不掉粒性狀穩(wěn)定,開始快速傳播到了長江中下游、淮河與黃河流域;第三個(gè)階段為距今6600年到4000年,秈米和粳米分化,古先民帶著它們的種子開始廣泛傳播,從長江流域出發(fā),向華南、東南亞、南亞甚至全世界擴(kuò)散。”
  由中央廣播電視總臺(tái)聯(lián)合國家文物局、中國社會(huì)科學(xué)院共同制作的《中國考古大會(huì)》在介紹水稻的篇章中,表示起源于中國的水稻而今養(yǎng)活了世界上超過60%的人口,顧延生則表示,據(jù)學(xué)術(shù)界的推算,全世界現(xiàn)今大約有35億人以大米為主食。
  5000年前的“湖北人”喝上了稻谷酒


  鄂州蒲團(tuán)鄉(xiāng)水稻育種基地的水稻種子。長江日?qǐng)?bào)記者高勇 攝
  生存是文明的第一要?jiǎng)?wù)。當(dāng)水稻的馴化傳播讓古人類食能果腹,文明也隨之孕育發(fā)展。
  顧延生將水稻的馴化過程形象地比喻為“手機(jī)”:“生產(chǎn)工具是人類社會(huì)文明發(fā)展的標(biāo)志之一,反映了人與自然的關(guān)系。伴隨水稻馴化,古人類的生產(chǎn)工具也在不斷提高。長江流域舊石器時(shí)代早期文明代表湖北鄖縣人,會(huì)打磨和使用石器,就好比用上了‘大哥大’;到長江流域新石器早期文明代表的上山文化,古人類已經(jīng)會(huì)使用特定石制工具收獲和加工稻谷,進(jìn)入了功能機(jī)時(shí)代;再到長江流域新石器晚期文明代表的河姆渡文化,7000年前的古人類已經(jīng)用上蒸鍋蒸米飯了,相當(dāng)于進(jìn)入了智能手機(jī)時(shí)代;到距今約5000年前的湖北地區(qū)屈家?guī)X文化、石家河文化,古人類喝上了稻谷酒,已經(jīng)從果腹需求進(jìn)入到一定的精神需求,是文明進(jìn)一步發(fā)展的標(biāo)志?!?br>  奔流的長江,在近1萬年以來,以長江中下游地區(qū)適宜的氣候與水熱條件,成為元謀人、鄖縣人、巫山人、長陽人等早期人類及其同期動(dòng)物群的棲息地,為古人類走向平原、生活方式轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。長江流域優(yōu)越的濕地資源、生物多樣性等生態(tài)環(huán)境,恰到好處的野生稻馴化傳播創(chuàng)造了自然條件。其后,人口增長,食物需求增加,古人類由漁獵、采集逐漸向原始農(nóng)耕轉(zhuǎn)變。
  水稻的國際姓名2018年才改英為中


  顧延生教授解析水稻的進(jìn)化,青少年積極與教授交流。 長江日?qǐng)?bào)記者李子云 攝
  在分類學(xué)上,水稻其實(shí)有兩個(gè)亞種——細(xì)而長的秈稻,喜高溫、強(qiáng)光、多濕,適合在熱帶及亞熱帶地區(qū)生長;短而圓的粳稻,喜氣候溫和,適合在溫帶生長。從出產(chǎn)地區(qū)的氣候及大米外觀,大致就可以判斷屬于哪種米了。一般來說,武漢一帶出產(chǎn)的大米,多是秈稻。
  “而關(guān)于這兩種水稻的起源和命名,在過去很長一段時(shí)間,西方學(xué)者認(rèn)為秈稻和粳稻,分別來源于印度和日本。因此,它們的國際命名分別是以印度英文名為詞根的‘indica’和以日本英文名為詞根的‘japonica’?!鳖櫻由v述,“但這樣的認(rèn)定一直缺乏證據(jù)和考古遺址記錄”。
  他援引了中國社會(huì)科學(xué)院考古研究所趙志軍研究員1998年發(fā)表在期刊《Antiquity》的一篇英文,用水稻稻葉和稻殼中穩(wěn)定存在的植硅體為解碼,在江西萬年仙人洞遺址文化層中發(fā)現(xiàn)了12000年前的野生稻植硅體和10000年前的栽培稻植硅體,證實(shí)了中國古代先民對(duì)水稻的馴化活動(dòng)。
  此后,中國科學(xué)家在距今10000年前的浙江上山文化遺址發(fā)現(xiàn)了栽培稻植硅體化石和摻雜稻殼的陶片,表明長江下游新石器早期古人類已經(jīng)開始類似刀耕火種的方式進(jìn)行稻作,同時(shí)修建原始村落定居以便管理稻田,使用特定石制工具收獲和加工稻谷。顧延生說:“上山文化遺址是公認(rèn)的、世界上最早的栽培稻遺存之一。著名農(nóng)業(yè)科學(xué)家、雜交水稻之父袁隆平院士,還曾題字‘萬年上山、世界稻源’”。
  這些考古發(fā)現(xiàn)引起了國際學(xué)術(shù)界的震驚,不僅證實(shí)中國的長江中下游地區(qū)才是栽培稻發(fā)源地,而且秈稻和粳稻的國際命名,也應(yīng)該從“indica”和“japonica”改為漢語拼音“xian”和“geng”。
  2018年4月25日,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所牽頭,聯(lián)合國際水稻研究所、上海交通大學(xué)、美國亞利桑那大學(xué)等16家單位共同在著名國際學(xué)術(shù)期刊《自然》(《Nature》)雜志上發(fā)表的研究論文,將水稻的兩個(gè)亞種命名恢復(fù)為漢語拼音“xian”、“geng”,該英文論文的正文中,還出現(xiàn)了“秈”和“粳”的漢字,使中國源遠(yuǎn)流長的稻作文化,在國際上得到正確認(rèn)識(shí)和傳承。
  為何粳的讀音標(biāo)注為“geng”而不是字典里的“jing”? 顧延生解釋,這是以老百姓的讀音習(xí)慣而非字典標(biāo)音為準(zhǔn)。
  院士領(lǐng)銜漢產(chǎn)超級(jí)稻推廣面積逾億畝


  位于鄂州的中國種子生命科學(xué)技術(shù)中心水稻育種試驗(yàn)基地。 長江日?qǐng)?bào)記者高勇 攝
  上萬年以來,人類對(duì)水稻的馴化從未停歇。1964年,袁隆平院士開啟了中國雜交水稻研究的序幕,而今,在一代代科學(xué)家等努力下,中國已有超過7000個(gè)雜交水稻品種,增產(chǎn)稻谷近9億噸,中國雜交水稻也走向世界,在60多個(gè)國家試種或推廣。顧延生認(rèn)為,袁隆平院士研發(fā)的超產(chǎn)量雜交水稻和海水稻,可以視為當(dāng)今人類繼續(xù)成功馴化水稻的風(fēng)標(biāo),“未來一定會(huì)出現(xiàn)更好的水稻”。
  而做好這一切,除了不斷提高科研水平,還需要保存好水稻的遺傳基因。顧延生解釋:“人工栽培稻的遺傳基因都來自野生稻,以目前的科學(xué)水平來說,野生稻里可能還有大量我們沒發(fā)現(xiàn)的基因秘密。目前,我國已把野生稻列為國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物,它就像我們的水稻基因庫,一旦基因丟失,未來難以為繼。而保護(hù)好野生稻的關(guān)鍵,就在于保護(hù)好野生稻野外生長的濕地環(huán)境。”
  在歷史的長河里,作為長江中游地區(qū)的重要城市,武漢也是水稻生產(chǎn)地之一,身處“魚米之鄉(xiāng)”范圍內(nèi)。如今,武漢也在為水稻培育和濕地保護(hù)作出積極努力。中國種子生命科學(xué)技術(shù)中心就在武漢,武漢也正打造“中國種都”新名片。
  在武漢,還有一處國英種業(yè)黃陂區(qū)三里橋研發(fā)展示基地,200畝基地主要用于水稻種質(zhì)資源試驗(yàn)和新品種研發(fā)展示。這是6年前由原中國工程院朱英國院士帶領(lǐng)的武漢大學(xué)團(tuán)隊(duì)與公司建立的育種聯(lián)合研發(fā)模式基地。在朱院士帶領(lǐng)下,漢產(chǎn)超級(jí)稻推廣面積逾億畝,不僅成為國內(nèi)同行參觀學(xué)習(xí)的場(chǎng)所,而且成為“一帶一路”國際農(nóng)業(yè)科技交流示范的重要平臺(tái)。
  在顧延生看來,長江流域悠久的古人類活動(dòng)歷史,反映了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的優(yōu)越性,更反映出人與自然的關(guān)系,“水稻的起源與演化歷史表明,生態(tài)興則文明興,反之,當(dāng)濕地生態(tài)環(huán)境遭到破壞,以濕地棲居的人類,也將難以為繼”。已正式入列“國際濕地城市”的武漢在積極探索濕地生態(tài)保護(hù)。今年11月,武漢將代表中國首次承辦《濕地公約》第十四屆締約方大會(huì),以“珍愛濕地、人與自然和諧共生”為主題,審議公約發(fā)展戰(zhàn)略性議題,發(fā)布《武漢宣言》,為實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的美好未來作出新的貢獻(xiàn)。
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 ?。ㄩL江日?qǐng)?bào)記者黃亞婷 郭可瀅 通訊員趙慧娟)
   
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