1、中国古稻探秘中国古稻探秘中国农业大学张文绪多谢考古界的朋友,把我引进古稻迷宫.最难忘的是 1995 年冬,应湖南省文物考古所袁家荣所长之邀,参加湖南道县玉蟾岩遗址考古发掘,感受到第一次发现一万年前古稻的兴奋.从那以后,我的生活轨迹发生转变,在这条探索的路上愈走愈远,不再停息.迄今已l0 年过去,我亦进入古稀.不管是对是错,现把 10 年来研究结果捧出,让大家品评,也算有了交代.古稻材料来自下列遗址:12000P 的玉蟾岩;90008000P 的澧县彭头山,八十挡 ;80007000aBl 的津市罗家台,石门皂市下层;70006000P 的澧县丁家岗,茶陵独岭坳,桐乡罗家角,余姚河姆渡,鲻山,高
2、邮龙虬庄,甘肃庆杨,宜兴骆驼墩;60005000aBP 的澧县城头山,安乡汤家岗,划城岗,高邮龙虬庄:500040003P 的津市范家嘴,澧县花荣村,连云港藤花落;4000 3000P 的大连大嘴子,赣榆后大堂;30002000aBP 的长沙马王堆,荆州凤凰山等.这些遗址的时间是考古界的朋友提供的,跨度达万年之久,基本上覆盖了整个新石器时期,因此从中可看到一些古稻的演化轨迹.我的研究方法有三个.1,粒型判别法.粒型指标的测量同大家一样.不同点在于我发现了炭化米的收缩率,分别是粒长 5.36%,粒宽 2.27%,粒厚 1.04%,依此对炭化米进行校正.然后再依下列公式将其复原为稻谷.稻谷长=1.
3、4 稻米长稻谷宽=1.2 稻米宽稻谷厚=1.136 稻米厚用这些参数,最后还原(估算)稻谷重,即稻谷重=0.8651294/3?7r?( 长? 宽?厚)/8这些稻谷复原公式都是从大量现有的普通野稻,籼稻和粳稻样本研究出来的,最后通过分析得到以下三组判别函数公式,对古稻进行粒型判别.fl=一 175.3+48.8362Xi3.9591X2f2=一 l31.086+39.816Xl 一 2.4795f3=一 96.5l61+32.2803Xl1.56l5X2,f2,f3 分别为普通野稻 ,籼稻和粳稻的判别函数,Xl 为粒长,X2 为粒重.将 XI 和 x2数据代入三组公式,该粒型的属性属于三个数值
4、中的最大者.2,双峰乳突鉴定法.凡残留有稻壳的古稻粒,可对双峰乳突进行观察,以鉴定其籼,粳,.性,其判别函数公式是:BPTG(X)=44.47880.4308Xl 一 0.4263X2+0.075X342其中 IjIyr?G(X)为双峰乳突判别函数 ,XI 为双峰距,X2 为峰角度,X3 为距深比.这是一个以 0 为临界的判别函数公式,将所得上述三项数据代入,凡 BIyr?G(X)得正值者称为 A 型,为籼稻属性,得负值者称为 0 型,为粳稻属性.3,陶片稻壳双峰乳突印痕鉴定法.根据稻壳双峰乳突印痕的纵距和横距比值,作出籼,粳鉴定,凡比值大于 l 者为籼稻属性,小于 I 者为粳稻属性 .这三个
5、方法的创新点在于,发现了古稻的收缩率,并对古稻修正复原,使古稻粒型更符合原来的形状.加之用多指标的判别函数进行粒型鉴别,改进了单一的长/宽比法,结果相对更加精准一些.双峰乳突法和印痕法是两种新的方法,从而扩大了古稻材料的研究范围.由于方法的改进.使古稻的认知有了进展.可以量化评估古稻的演化方向和趋势,较客观地揭示古稻的多样性和复杂性,从而加深对古稻属性的认知和理解.通过研究.对中国古稻的特征及其演化现象得到了以下一些初步认识.古稻种群的性状变异有四个特征,即广域性,过渡性,多型性和原始性.古稻单一性状变异的广域性特征,表现为粒长,粒宽,粒厚,粒重,长/宽比,双峰距,峰角度等任一性状的变异范围极
6、大 ,几乎含盖了现代普通野稻,籼稻和粳稻之和的变异范围,其变异系数也很大,超过现代三类稻种.古稻任何两个性状的二维组合都有过渡的特征.即两性状的平面分布处在野稻和栽培稻之间或籼稻和粳稻之间.与现代三类稻种互不所属,其性状差异显着性测定皆达到1%的极显着水平.多个性状的三维组合则具有多型性特征.种群内的粒型类型很多,极不“整齐“. 有部份粒型还表现为非籼非粳,或亦籼亦粳的二重性状,这是现代籼粳稻所不具有的.古稻性状的原始性表现为种群内尚有一定比例的类似野稻的粒型存在,愈古老的种群这种粒型的比例愈高,表明其中存有“野性“ 的基因.这是古稻从野稻向栽培稻演化早期的残留表现.古稻性状变异的四个特征对古
7、稻性质的认知很重要.表明此时的古稻还具有普通野稻的异花授粉特性,种群内尚存留有广亲和基因,可以随机自由交配,没有发生生殖隔离机制的物种和亚种分化,是野稻过渡到籼稻和粳稻的桥梁.古稻的这四种特性,极有利于种群的地域扩展和适应,为其在广袤的中国大地上传播奠定了基础,也为其后的不断演化创造了条件.从古稻性状的时间演化趋势来看,在近万年的演化中,粒长由长变短,粒宽由窄变宽,粒厚由薄变厚,长/宽比由大变小.这是一个野稻性状逐步消失和栽培性状逐渐增加的过程.双峰乳突判别函数则表现为由正值向负值的偏移,双峰乳突的纵横比值则由大于I 向小于 1 的方向变化.这是一种趋粳特征的变化过程.最后从种群性状的变异系数
8、分析看到,任何性状的变化都有愈来愈小的趋势.即种群内的多样性下降,“纯“ 度增加 ,从无序状态向有序状态演变 ,符合嫡变规律.古稻的这种演化现象暂可分为两个阶段,大致在 5500-5000aBP 免个分界期.不同阶段的古稻有自己的不同特征.l000055o0a1 以远的古稻表现为群体内变异大,类型多,几乎含盖了现代野稻,籼稻和粳稻的变域,特别是有野稻特征的残留是其原始性的表现.性状的平均值处在野稻或籼粳的中间过渡区域,已有籼粳的分化但还未形成亚种.分布地域主要在长江流域,这一时期可称为43原始古稻混沌演化期.约在 5000aBP 以后,可称为古稻亚种分化期.其特征是种群内多样性逐渐缩小,野稻性
9、状基本消失,类似籼,粳粒型的比例消长变化,分化激烈,类似粳型的个体逐渐增多.分布地域逐渐向高纬度地区扩展.这一时期刚好与炎黄第一次中华民族大统一的历史相合.尤其是黄帝与蚩尤大战于琢鹿,实际是中国的第一次南北统一战争,是一次人口大迁移,民族大融合,文化大交流.水稻在这一时期向北扩展的速度大大加快,从而也加快了演化的进程.为什么中国长江流域古稻总向粳型方向演化,这是一个重要命题,可能是解开古稻演化之迷的关键所在.栽培水稻的起源必须具备两个条件,原生野生稻的存在和新石器初期古栽培稻遗存的发现.北纬 3033的长江主流区域是不是野生稻原生地区?这个命题似乎不曾被质疑过.普通野稻的日长反应是极强的,北纬
10、 25是其北界,是长期历史演化形成的,自然状态的野生稻很难超越.少数生态群的超越,如 28.l4 的东乡野生稻和 26.54 的茶陵野生稻,是由两个条件造成的,其一是感光性强度弱化突变,其二是八千年前气温的上升.根据上述,长江主流地区没有原生野生稻,少数生态群的存在,正是后来同原始古栽培稻一起北传的结果.中国现今最早的古栽培稻发现在玉蟾岩遗址,约 14000-12000al,正是新石器时代的初期,又在原生野生稻地区的北沿,属长江和珠江两河流域的分水岭的南岭地区.即使是在万年前的冰末期,该地域的气候也适于水稻生长,不存在水稻演化的“断层“, 完全具备了栽培水稻起源的两个最本质条件.可称为“栽培稻
11、起源期“.长江主流地区是中国古稻遗址的富集区,但时间不超过万年,这一时期恰与新仙女木气候逆转的温度上升条件一致.表明这一区域的古栽培稻是由南向北传播的产物,由于获得了最佳的生境条件,于是出现了第一次大繁荣.可称为稻作农业起源时期.故可认为,中国栽培水稻起源于珠江和长江两河流域的分水岭地区,时间在一万年前的新石器开元期.随气温的上升,第一次扩展并繁荣于长江主流地域,时间在一万年以后.约在5O00al 左右在江淮地区开始亚种分化.任何事物的起源追索都是最困难的命题,都带有极大的混沌性和模糊性,认为栽培水稻的起源是某地某人的发明,恐怕一万年也考证不出来的.无极生太极,太极生两仪,两仪生四象,四象生八
12、卦.八卦易知,太极难知,太板即起源.演化是一分为二,索源是合二而一,因此需用多学科的不断合一方法方可知其一二.古稻特征及其演化的揭示只是一个层面而己矣.关于起源的一元论和多元论问题.宇宙起源是一元的,生命起源可能是多元的,地球是其一,其他星球也可能是.若论生命是从海洋起源的,也是一元论.至于说是太平洋还是大西洋谁先谁后,就难以断定了,故一元,多元之说是相对的,有条件的.栽培水稻起源,加入了人的因素,条件似乎又多了一层,这与人的要求和生存环境压力有关.本人提出的起源地的两大本质条件是缺一不可的.原生野稻的存在,是自然的;新石器初期古稻的发现是人为的.野生稻生存的环境自然也是栽培稻生存的条件,勿需
13、单独作为前提44条件提出.人类农业发韧时期古栽培稻证据与考古工作有关.这一时期的稻作文化认知很重要,起源时期的所谓水稻食具,农具是极其原始的,也可能还不存在.把野稻连莞挖出集中移栽在一起,是不需要特殊工具的,人的双手就是工具,但可认为这己是原始栽培的开始,故那些发达的食具,农具的存在只是一种旁证条件,但非必需条件.最早食米方式可能是把带壳的稻粒放在热灰里爆出的米花,发展到复杂的蒸煮形式已是很发达的农业了.这些极其原始的稻作文化现象我们只得期待考古工作者细心去发现了.我们必需跟着考古工作走,但不盲从;各种假设也给考古工作指引方向,但不强制.农业发轫期的先民,氏族和部落之间的交流极其有限,相互隔离
14、是主要的社会状态,水稻种植在一个相似的大生境内多处发生也绝非偶然.这就是我对一元论的认识.至于从世界范围看,是否存在二元论,多元论,本人知识局限,不敢乱讲,就此闭嘴矣.(上接 6 页)证适可帮助我们了解古代农业是怎样开始的.从地球表面生物多样性(biodiversity)来说,东南亚有红树林(mangrove)地带,沿河流向内陆云南,两广,越北一带山野,其人民自古被中国历史称为百越,现在是佤族分布的地方,可能常有自然山火焚烧,是最可能开始种植农业开始的地方,时间距今约一万年前.虽然在这一地带考古学的证据不多,一旦有了出发点,用现代语言学追踪,及近年遗传 DNA 检定求证说明民族的移动,南蛮人是
15、否从亚热带进入温带,再进入得天独厚的中原地带,而形成了中华文明尚待考证研究.(本文作者为前台湾中兴大学农艺系教授兼粮食作物研究所主任)注释:(1)胡兆华蒋.(人类发展的过去现未来农耕.文化,生态. 囤立中兴大学文教基金会 jB 版.台中市.2000 年 4 月.(2)w.1dIaJ1dFireinNaturalParks.NationalParkService.USI.)ept.1ntefot,NationallntrgeneyFirecelltt-r.Idaho,1999(3)ManinNaturebyM.BatesPrenticeFoundationofMortemP,lologySeri
16、es.NewJerseyUSA.1961(上接 4l 页)(39)湖北省删州物馆 ,湖北省文物考古研究所,北京大学考学系:(肖家屋脊.文物出版社.1999 年.(4O)湖北省文物考古研究所,fJ1 社会科学院考研究所 :(湖北石家?“J 罗家枘岭新石器 lIl代遗址,(考古1994年 2 期.(41)32tr:!i-:(从门板湾城壕埭游行长江 f1 游地区城壕聚游的起源与功用,(考古2o03 年 9JVl.(42)陈文华:(r,围农业考图录,江西科学技术出版礼 .1994 年.(43)ff1I 司利 :会科学院考古研究所山第-rfl-:(2()02t1“111 西襄汾陶寺城址发掘,(rrI 耳社会科学院代文明研究【l 心通讯第 5 烟,2003 年 1 月.(44)林所根等 :(藤花落遗址聚落考古取得重大收获 .(中固文物撤2ooO 年6 月 25H.45
