被子植物的一生的思维导图

上古时期,北方谷物一年一熟,农作物的春种、夏长、秋收、冬藏为一“年”。因此代表谷物成熟的“年”字,遂衍生出时间单位的含义。但有一种谷物的出现,打破了这种收获的规律,它于秋季的9月下旬至10月初播种,翌年初夏的5月底至6月中下旬成熟,这就是小麦。作为仅次于水稻的世界第二大主粮,小麦在中国有长达5000年的悠久种植历史,因此对于小麦原产地的认定,国内长期存在“西亚说”和“本土说”两种声音,那么,小麦的“籍贯”在哪儿呢?

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作为仅次于水稻的世界第二大主粮,小麦在中国有长达5000年的悠久种植历史。

白垩纪时期的古老演化

在植物分类学上,小麦与水稻、小米、玉米、莜麦、高粱等谷物一样,都属于一年生的禾本科植物,其原始状态为草质。由于其种子产量高、易收集、耐贮藏,单位重量所含的营养价值也很高,所以在人类进化中被人工选择,成为世界四大主粮之一。作为当前世界粮食作物的主流,禾本科植物最早出现在一亿年前的晚白垩纪时期。

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植物分类学上,小麦与水稻、小米、玉米、莜麦、高粱等谷物一样,都是一年生的禾本科植物,原始状态为草质。

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当时地球正值中生代的最后一个纪元—白垩纪,大部分的陆地仍由浅海覆盖,青藏高原还在波涛汹涌的特提斯洋之下,这里气候温暖,是海生动、植物发展茂盛的地域。洋流把水气带到了更深的内陆,所以占据统治地位的裸子植物和蕨类植物的繁盛也让恐龙迎来了鼎盛期。此时包括禾本科植物在内的被子植物悄然兴起。

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下列图片中的指示物

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白垩纪早期是一个温和的“冰室”世界。冬季会出现霜雪。寒温带森林生长在极地。

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晚白垩纪的气候比今天温暖,两极没有冰帽存在。恐龙随着季节变化在暖温带和寒温带间迁徙。

到了白垩纪晚期,强烈的地壳运动加上大陆漂移,导致气候显著旱化,原本占据优势的裸子植物和蕨类植物逐渐没落,而被子植物由于已经进化出相对完善的花、叶子和果皮等,能够更好地保护种子进行繁衍,适应环境的能力更强,于是包括禾本科植物在内的被子植物取代裸子植物成为陆生植物中新的王者,这一过程被称为“白垩纪陆地革命”。

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白垩纪晚期,强烈的地壳运动加上大陆漂移,导致气候显著旱化,原本占据优势的裸子植物和蕨类植物逐渐没落。

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中国热河生物群的复原,各种各样的鸟飞翔在密林中

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暴龙正在围攻蜥脚类。地面上铺满了花朵和被子植物中的草本类。

之后白垩纪末期小行星撞地球带来让统治地球1.6亿年之久的恐龙时代彻底终结,约75%—80%的物种灭绝,被子植物却最终凭借超强的适应能力挺过了灾难,特别是禾本科植物,完成了从热带到寒带乃至极地,从酸性土到碱性土乃至盐碱地,从高山之巅到平原乃至沼泽地,从荒漠到森林乃至滩涂的全覆盖。

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整个禾本科中又分为芦竹亚科、竹亚科、假淡竹叶亚科、画眉草亚科、黍亚科、稻亚科、早熟禾亚科。

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水稻属于稻亚科,主要热带、亚热带演化,而小麦则属于早熟禾亚科。

小麦的演化过程

整个禾本科中又分为芦竹亚科、竹亚科、假淡竹叶亚科、画眉草亚科、黍亚科、稻亚科、早熟禾亚科,其中水稻属于稻亚科,主要热带、亚热带演化,而小麦则属于早熟禾亚科,离开热带向温带、寒带和高寒地带开拓后,发展成为禾本科中最大的亚科,不过相比早熟禾亚科之下的针茅属和早熟禾属来说,小麦属实在不起眼,这是因为早在250万年前小麦刚与近缘的山羊草属分开时,还只是孤零零的一个种。

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大约100万年前,小麦属小麦种才分化成两个彼此存在生殖隔离的种:一粒小麦和乌拉尔图小麦。

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50万年前,乌拉尔图小麦与山羊草属的拟山羊草突破生殖隔离发生杂交,形成了野生的二粒小麦和提莫非维小麦。

直到大约100万年前,小麦属小麦种才分化成两个彼此存在生殖隔离的种:一粒小麦和乌拉尔图小麦。不过在50万年前,乌拉尔图小麦与山羊草属的拟山羊草突破了生殖隔离,发生天然杂交,形成了野生的二粒小麦和提莫非维小麦。如此到1.4万年前人类进入新石器时代时,小麦属仅有4个野生种,其中分布最广的一粒小麦主要分布在西亚,包括安纳托利亚高原、黎凡特和美索不达米亚平原。

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当时一粒小麦主要分布在西亚,包括安纳托利亚高原、黎凡特和美索不达米亚平原。

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除了依靠幼发拉底河和底格里斯河滋润的美索不达米亚平原外,均属于地中海的东海岸,属于地中海气候。

这些地方除了依靠幼发拉底河和底格里斯河滋润的美索不达米亚平原外,均属于地中海的东海岸,在西风带与副热带高气压带的交替控制下,形成了夏季炎热干燥、冬季温和多雨的地中海气候,是世界13种气候类型中唯一一种雨热不同期的气候类型。野生一粒小麦为了熬过干热的夏季,便演化成了一年生植物,种子在冬季到来前萌发,以幼苗的形式越冬,再到春季气温回升时迅速拔高、开花结实,赶在酷夏到来之前,全株死亡,只留下成熟的种子在土壤中休眠蛰伏,等待下一个冬天的到来。

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在西风带与副热带高气压带的交替控制下,形成了夏季炎热干燥、冬季温和多雨的地中海气候

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地中海气候是世界13种气候类型中唯一一种雨热不同期的气候类型。图为各种气候的气温与降水分布图。

这与我国冬小麦的生长过程如出一辙,而且也正是因为每一代小麦的生长周期只有不到一年的时间,所以其获取的营养绝大部分都留给了下一代,也就是种子身。于是那些个头又大又饱满的种子,更有利于萌发,开始下一代的生命周期。这种特性正巧被在此狩猎采集的史前人类所认知,这些能够填饱肚子的谷物就开始被人类采集食用,而这个地方就是包含了黎凡特和美索不达米亚的“新月沃地”。

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全球的地中海气候分布区,地中海的东海岸也就是西亚黎凡特地区正是地中海气候。

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1.28万年前,整个地球因为“新仙女木事件”(假说是因为彗星撞地球),在短短十年内,平均气温下降了7—8℃

在1.45万年前,新月沃地的降水量明显增加,舒适的气候让人类大量繁衍,进入到定居定居生活,或许是为了收割这里的野生谷物,也或许是要把谷物碾磨成粉,于是石刀、石杵臼等磨制石器开始大量出现,人类也由此进入新石器时代。但到了1.28万年前,整个地球因为“新仙女木事件”(假说是因为彗星撞地球),在短短十年内,平均气温下降了7—8℃,并且这次突然降温持续了约1100年,直到11500年前,气温又突然回升。

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新仙女木事件的突然降温持续了约1100年,直到11500年前,气温又突然回升。图引地球知识局。

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史前一万年前,世界三大农业起源中心几乎同时走上农业生产的道路,像同时打响了起跑指令一般。

这次气候剧变,直接导致长毛猛犸象、剑齿虎等生物突然灭绝,与此同时,新月沃地也变得干冷,野生动植物资源大为减少,大量人口也被饿死,于是在西亚的现代智人在绝望中被迫开始种植植物,给自己生产粮食,于是人类最早的农业就此起源。而特别适应西亚气候的一粒小麦自然成了被驯化的首选。实际上,不仅是西亚先民在10000万年前走上了农业生产的道路,在遥远的东亚,几乎在同时间,华夏先民也开始驯化水稻(参见《史前一万年,农业文明为何在世界各地同时出现?巧合还是必然?》)。

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第一种被驯化的是一粒小麦,之后的是二粒小麦,后来二粒小麦偶然与野生粗山羊草发生天然杂交,形成普通小麦

第一种被驯化的野生小麦是一粒小麦,之后的是二粒小麦,紧接着到8000年前,在外高加索到伊朗北部的里海沿岸,栽培二粒小麦偶然与当地特有的一种野生粗山羊草发生了天然杂交,最终形成了普通小麦,小麦属由此就有了第5个种。由于普通小麦更耐旱耐寒,所以很快就取代一粒小麦和二粒小麦,成为栽培最广的小麦。后来,野生提莫非维小麦也被驯化,今日仍在格鲁吉亚西部有少量栽培。1960年苏联植物学家更是在此意外发现了一种由提莫非维小麦和野生一粒小麦天然杂交形成的茹氏小麦,自此小麦属现有的6个种全部出现。

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在日常使用上小麦的品类区分图。

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植物考古和分子生物学对小麦发源地的认定

这些发现,正是通过分子生物学和植物考古学研究的结果,所谓植物考古学属于考古学中科技考古的分支,是通过考古发掘发现和分析古代植物遗存,来研究古代人类与植物的相互关系,以此复原古代人类生活方式和解释人类的文化发展与过程。但植物属于有机质,长时间掩埋会被分解腐蚀掉,所以寻找古代植物遗存,只有在特定条件下形成的才行,这种情况就是“炭化”。

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中国社科院考古研究所对安徽禹墟遗址的文化层土壤标准浮选过程中,发现了6粒距今4100年的小麦炭化颗粒。

所谓炭化,就是植物在古人有意识或无意识地被火烧后,没有被燃烧成灰烬,但已经炭化的物质,便是植物炭化遗存。炭化植物遗存属于无机质,化学性质稳定,即便埋藏在土壤里上万年也不会被分解,再加上炭化植物的密度比较小,所以考古中会将遗址堆积土壤放入水中,以分离炭化植物遗存和土壤颗粒,这便是“浮选法”。广泛应用在当前的考古发掘中,也因此在中国境内发现了几十处有小麦和水稻炭化遗存出土的史前遗址。

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新疆阿勒泰地区吉木乃县托斯特乡阔依塔斯村的通天洞遗址,出土了5200年前的小麦炭化颗粒。

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中国境内早些年出土小麦遗存的史前遗址年代分布图。

在这些遗址中,小麦炭化颗粒出土时间最早的是在新疆阿勒泰地区吉木乃县托斯特乡阔依塔斯村的通天洞遗址,经过碳14测定后时间确定为5200年前,而在黄河中下游出土的小麦遗存最早的是在山东海岱地区,如聊城校场铺、胶州赵家庄、日照两城镇和日照六甲庄遗址,时间在4200-4500年前,而中原地区二里头遗址的小麦遗存出土则在3900〜3600年前,西北地区的小麦遗存出土则集中在4000-3200年前,如甘肃东灰山遗址上限为3800年前,甘肃金塔火石梁遗址和缸缸瓦遗址则在4000-3700年前。

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中国各地区部分史前遗址出土小麦遗存的时间表

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但这些遗址出土的炭化小麦颗粒时间远晚于西亚和中亚地区的出土。当然更有趣的是,通过对考古出土农作物遗存的鉴定和统计发现,秦汉以前考古遗址出土的农作物数量虽然不少,但仅有六个种类,即水稻、谷子、糜子、大豆、小麦和麻,也就是我们常说的五谷,这其中作为粮食作物的水稻、谷子(小米)、糜子(黄米)、大豆均是原产于中国,仅有小麦是外来传入。

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春天是小麦迅速生长的时期,需要大量降水,但温带季风气候的降水多集中在夏秋之间,春天反而格外干旱

其实小麦这种适应于地中海气候的西亚谷物,并不是很适应中国北方的温带季风气候,毕竟春天本是小麦迅速生长的时期,需要大量降水,但温带季风气候的降水多集中在夏秋之间,春天反而格外干旱,所以便有了民谚“春雨贵如油”之说。也因此秦代前,小麦仅在便于灌溉的河岸地带,种植面积有限,当时人们食用的是更耐旱的谷子和糜子。直到汉朝后,大修水利灌溉以及复合石磨的普及,小麦才开始大面积被种植,传统的粒食才被面食(麦粒磨成面粉食用)取代。

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汉朝后,大修水利灌溉以及复合石磨的普及,小麦才开始大面积被种植,传统的粒食才被面食取代

当然对于学术研究,坚持扬弃才能得到比较公允的结论,但仍是存在一些矫枉过正的人,他们不承认西亚和古埃及考古的可靠性,不承认中国古代文献记载也存有失真的情况,不承认西亚西亚早期农业活动对普通小麦杂交起源的促进作用,不承认普通小麦在西亚的单次起源等等,但若是说小麦起源西亚不仅是植物考古学上的结论,还是分子生物学研究的结论,恐怕也会一并否认分子生物学这门同样从西方传来的学科以及用其开展作物起源研究的合理性吧。

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越来越多的考古发掘表明,不单是小麦,还有大麦、黑麦、高粱、牛、马、猫、毛驴、山羊、绵羊等均是西传之物

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在张骞凿空西域,开辟丝绸之路之前,在我们很多人认为的史前蛮荒时代,东西方就一直存在文化交流。

但真理越辩越明,越来越多的考古发掘表明,不仅仅是小麦,还有大麦、黑麦、高粱、牛、马、猫、毛驴、山羊、绵羊等动植物均是西传之物,只是这个西方并非单指欧洲,而是中国以西的地方,范围是中亚、西亚、非洲及欧洲。可以说在张骞凿空西域,开辟丝绸之路之前,在我们很多人认为的史前蛮荒时代,东西方就一直存在文化交流。

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中华文明之所以伟大,之所以源远流长,正是兼容并蓄,海纳百川。

当然承认一些资源或文化是西传,也完全无损中华文明的伟大,相反中华文明之所以伟大,之所以源远流长,正是兼容并蓄,海纳百川。

参考文献:

《禾本科植物的起源、进化及分布》—韩建国 李枫;

《黎凡特的纳吐夫文化-农业起源的开端》—Bar-Yosef O著, 高雅云译;

《中国早期小麦的考古发现与研究》—靳桂云;

《中国六倍体普通小麦独立起源说》—陈恩志;

《中国古代农业的形成过程–浮选出土植物遗存证据》—赵志军;

上期回顾:从救荒粮到酿酒原料,原产于非洲埃塞高原的高粱在中国经历了什么?

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