中国科学家的新发现进一步揭示了水稻从野生到驯化的演化历史，也确认了古代中国人在水稻驯化中的重要作用。

张田勘

责任编辑 | 朱力远

水稻是全球一半以上人口的食粮，探索水稻是如何起源和被人类驯化的奥秘，既是生物起源和驯化的问题，更是粮食安全和人类未来演化的重大问题。

2024年5月23日，中国13个研究单位的研究人员在美国《科学》杂志发表“水稻在东亚从野生到驯化的轨迹”的论文，指出中国是世界上水稻起源和驯化的地方之一，证据就是水稻的指纹——植硅体微化石中的鱼鳞纹数量。中国的水稻发源地是在距离杭州约120千米的浙江省浦江县上山文化遗址，距今约1.1万年。这个发现解锁了水稻从野生到驯化的10万年连续演化史，也确认了古代中国人在水稻驯化中的重要作用。

长期以来，对于水稻的起源和驯化，国际上有多种假说，涉及地域起源和驯化进程或种植模式起源。世界上广泛种植的稻米有两个种，属单子叶植物纲禾本目禾本科稻属，分别为亚洲栽培稻和非洲栽培稻。前者主要种植在亚洲，驯化自普通野生稻，后者主要种植在非洲，驯化自短舌野生稻。

起源于非洲的水稻争议不大，但起源于亚洲的水稻有较大争议。亚洲稻又分为两个亚种，籼稻和粳稻。籼稻主要种植在热带及亚热带地区，如中国南方、南亚、东南亚等，粳稻主要种植在温带地区及少数高海拔地区，如中国东北、日本、韩国等。在籼稻的地域起源上，过去国际学术界一直认为水稻起源于印度或东南亚。而在驯化进程上，国际主流观点认可两种模式，单次驯化多次起源假说和多次驯化假说。

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尽管中国长江中下游地区也被视为籼稻的起源地，但是国际上一直不认可。现在，中国研究人员经过几十年的坚守和探索，以确凿的证据证明，籼稻起源于长江中下游的浙江省钱塘江支流浦阳江上游的金华市浦江县黄宅镇境内的上山遗址。

水稻起源的主要证据如同人类和其他生物演化一样，主要证据有化石和基因。从化石来看，由于水稻留下的化石遗迹不多，因此难以证明水稻的起源和驯化。不过，水稻化石有一种独特的化石，称为植硅体微化石。植硅体是充填在高等植物细胞组织中的二氧化硅颗粒，数量多、分布广，1克叶子中能够产生几万粒。而且二氧化硅跟玻璃一样能够保存很久，不管是被动物吃掉排泄还是遇火焚烧，都能在土壤中沉淀下来。

由于东亚地区的水热气候条件，植物死亡后埋藏在地层中的有机质很容易腐烂，难以在上万年的演化中保存下来，因此，中国缺少8000-1万年以前的从野生稻到驯化稻的鉴定方法和证据。

经过多年的探索，中国研究人员发现，如同人的指纹一样，不同植物的植硅体有着不同的形态特点，水稻植硅体是带有鱼鳞状纹的扇型、竹子是长鞍型、芦苇是盾型，因此可以从水稻特有的植硅体探索水稻在中国的起源，例如从区分野生稻和驯化稻的植硅体来认证水稻的起源。

早在1998年，中国研究人员就发现，驯化稻的植硅体中的鱼鳞纹通常大于等于9个，而野生稻中则多数少于9个。根据这个特点，2017年，中国研究人员就利用植硅体鱼鳞纹数量的判别方法，认定上山遗址文化层中的水稻驯化时间是9400年前，同时也认为作物驯化是一个漫长的过程，应该有更早的从野生到驯化的记录。

之后，中国研究人员从中国不同的地方，如海南、江西等地采集很多现在的野生稻植物、土壤进行分析，再通过大棚实验培植野生稻，排除驯化基因，对一个个叶片鉴定，取得了大量的可重复检验的数据。

在大数据的基础上，中国研究人员获得了一个区分野生稻和驯化稻的金标准：鱼鳞纹数量大于等于9的扇型植硅体的比例达到40%，属于驯化稻；反之，是野生稻。除了大数据的可靠性，这个金标准的原理也在于，野生稻常年生长在水里，驯化稻要定期排水，因此水稻卷叶是人类育种过程中选择的农艺性状。随着干旱程度增加，水稻卷叶可以反复失水、膨胀等，使得鱼鳞纹增加。这也是为何驯化稻的植硅体中的鱼鳞纹通常大于等于9个的原因。

不过，为了确保中国驯化水稻测年的准确性，也由国内外4个实验室共同参与，相互验证。在测年中，使用了光释光测年和碳14测年。光释光测年主要检测沉积物埋藏的年代，使用了小测片、单颗粒的方法，结合年代模型解决了地层扰动的问题。碳14测年是利用自然存在的碳14同位素的放射性定年法，以确定原先存活的动物和植物的年龄。

结合植硅体中的鱼鳞纹和两种测年方法的相互补充和支持，证明了野生稻早在约10万年前就在浙江省浦江县地域生长，约2.4万年前的气候寒冷期开始作为采集资源被人类初步利用，约1.3万年前开始了野生稻驯化前的栽培，最终在约1.1万年前被驯化。

当然，中国长江中下游只是水稻起源地之一，中国的其他地方，如云南，以及国外一些地区，如印度的阿萨姆，也可能是水稻起源和驯化的地方之一。这也意味着，水稻可能是多地区起源，而且是多次驯化的，否则，就不可能有现在的多样性水稻品种，据估计目前世界上的稻属植物可能超过14万种。

关于水稻的起源和驯化，还有很多谜团需要解答，控制水稻鱼鳞纹变化的基因是什么期货配资平台app，多年生的普通野生稻是如何转变为一年生、通过种子繁殖的野生稻等，水稻的起源是一次还是多次，是单点驯化还是多点驯化，驯化过程是迅速完成的还是经历了漫长的岁月，这些都需要更多的研究来揭示。

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