目前,人类消费量最大的主食作物为水稻,其生产量仅次于甘蔗和玉米,列第三位。全球90% 以上的水稻产于亚洲,主要集中于东亚、东南亚和南亚地区。我国为世界水稻生产第一大国,上古时期,水稻已是我国“五谷”之一,在我国南方广泛种植。
水稻主要分为“粳稻”和“籼稻”。“粳稻”的英文名为Japonica,意思为日本型,“籼稻”的英文名为Indica,意思是印度型。难道水稻起源于日本和印度吗?
其实,其名称与起源没有多大关系!原来在1928年,日本农学家加藤茂苞在朝鲜半岛发现水稻可以分为籼稻和粳稻。随后他在国际刊物上把籼稻命名为“印度型”,把粳稻命名为“日本型”,并公布了正式的学名。籼稻主要种植区为我国长江以前、南亚和东南亚等地,粳稻主要种植区为我国北部和东北部,朝鲜、日本等。
100多年前,瑞士植物学家康德尔(Alphonse de Candolle)首次探讨了栽培作物的起源问题,1882 年他出版了《栽培植物的起源》。康德尔认为,尽管在远古神农氏时期,水稻就被广泛种植,且早于印度,但是在印度发现了很多野生稻,同时,在雅利安人入侵印度时,水稻一词的发音均同梵文vrīhi接近,从词源关系能反应出水稻从印度向西传到西方,所以他推测印度可能是水稻的起源地。
其后在20世纪的20~30年代,前苏联植物学家瓦维洛夫等,借助植物形态分类、杂交验证、细胞学和免疫学等手段,对60多个国家采集到的30多万份作物品种材料做了比较研究,并结合考古学、历史和语言学的资料,对植物地理进行划分,他也觉得水稻可能起源于印度。所以当时的学界都坚持水稻“印度起源论”。
从20世纪20年代开始,我国学者对水稻的起源问题做了一定研究,认为水稻起源于我国,主要有华南起源说,云贵高原起源说和长江中下游起源说等观点。
20世纪20年代,我国学者丁颖从野生稻的分布及生态学、民族学、语言学和考古学等多方面做了系统研究后,认为水稻起源于华南地区。
另有学者根据云贵高原的气候条件及丰富的稻种资源认定,稻种的起源地可能在云贵高原。
1948年,我国学者周拾禄在安徽巢湖发现粳型野生稻后,认为水稻可能起源于长江中下游地区,但这一观点并未被多数学者接受。从20世纪50年代开始,大量水稻遗存被陆续发现。例如,1955年湖北京山屈家岭、1959年重庆巫山大溪、1973年浙江余姚河姆渡、1979年浙江桐乡罗家角等地的考古发现,特别是河姆渡出土的水稻遗存距今约7000年,贾湖遗址距今9000-7800年。
1982年,我国学者对史前栽培稻遗存分布进行分析,提出长江下游为稻作起源中心, 稻作呈波浪形向周围传播,可能为水稻的起源地,并被国内外学者所重视。
1993年湖南道县玉蟾岩发现1.2万年前的炭化稻谷遗迹。1993和1995年江西万年仙人洞遗址,吊桶环遗址又出土了1.2万年前的稻谷化石,但多数学者认为这不代表水稻驯化遗存。2000年秋,浙江浦阳上山遗址更是出土了大量9000-11000年的稻壳,经过认定为经人工选择的早期栽培稻。尽管泰国神灵洞也出土9000年前的遗存,泰国东部也出土了万年前的水稻遗存,但是,根据我国大量的考古发现,国内主流学者认为水稻起源于长江中下游地区。
水稻有粳稻和籼稻两大亚种,它们究竟是单起源还是多起源?单一起源理论认为,粳稻和籼稻均从野生稻栽培而来。多起源理论认为,粳稻和籼稻在亚洲的不同地区分别驯化栽培而来。
2004发掘了余姚田螺山遗址,研究认为,该遗址出土的栽培稻并不是最原始的栽培稻,长江下游地区的水稻栽培历史还可以进一步上溯,早期栽培稻是采集经济的补充;亚洲栽培稻有两个起源中心,粳稻起源于中国,籼稻起源于印度,东南亚水稻是由长江流域传播过去的。
随着科学的发展,分子标记技术被运用到水稻的起源研究上。20世纪80年代,就有学者在比对了水稻不同品种的酶之后,又提出一个新的观点:籼稻和粳稻也许分别由野生稻驯化而来。那么,栽培稻的起源就有至少两次,粳稻大约在10, 000年前起源于中国南方, 而籼稻稍晚起源于东印度地区。
日本学者佐藤洋一郎就对籼稻、粳稻和野生稻的DNA片段做了鉴定分析,认为我国考古发掘的稻谷全是粳稻,粳稻起源于中国;籼稻起源于印度,后来才传到中国南方。
多起源理论近年来被广泛接受,因为生物学家在粳稻与籼稻间观察到了重大的基因差异,中国和印度的数个研究稻品种之间进化关系的项目支持这种观点。
中国学者也用DNA做了很多类似研究,结果表明在野生稻里面就已经存在粳、籼稻的分化,而且分化时间至多可达40万年前,至少也在8.5万年前,支持籼、粳稻各自独立起源的观点。
2016美国《国家科学院院刊》发表一篇文章,通过对采自众多野生稻和栽培稻品种的某些特定染色体上的630个基因片段进行重测序,研究了栽培稻的种系发生史。使用新的模型设计技术,通过计算机算法模拟后,认为粳稻和籼稻起源相同,否定了水稻的多起源说。该研究的基因序列数据与单一起源理论更相符,认为栽培稻可能早在将近9000年前就已在中国长江流域出现。
研究人员还使用稻基因的“分子钟”研究稻的进化时间。他们确认,栽培稻起源于大约8200年前,而粳稻和籼稻的分化是在大约3900年前。这些分子鉴定的年代与考古研究结果相一致。考古学家在过去1 0年中发现有证据表明,在大约8000到9000年前的在长江流域,人类已开始栽培水稻,而在印度的恒河流域,人们大约于4000年前开始栽培水稻。
2012年,我国学者在《自然》上发文,通过水稻基因组的测序,得出水稻起源于我国的观点,但不是起源于长江流域,而是起源于华南的珠江上游。
关于水稻起源问题, 考古学和遗传学研究得出的结论基本一致,但也存在争议。所以水稻在中国究竟起源于何地?多起源的观点正确?还是单起源的观点正确?这些问题在很长时间内还会争论不休。
来源:西北农业学报微信公众号 作者 强百发 西北农林科技大学国际学院 |