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是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

作者:中科院中國科普博覽

中國人的年夜飯餐桌上,很多植物是從外國來的,比如玉米、番茄、胡椒、西蘭花、開心果……它們是怎麼來到中國的?而中國的蘋果、水稻又是怎麼跨越千山萬水傳到世界各地的?

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

豐盛的年夜飯 圖檔來源:veer圖庫

近期,中國科學院昆明植物研究所基于考古學、遺傳學和基因組學證據,整合了陸上絲綢之路207種作物的傳播路線,得到了一些有趣的結論。

看完本文,你可以知道西蘭花是從哪兒來的喲!

幾千年前,“行走”在絲綢之路上的種子

大約1萬年前,人類馴化了小麥、馬鈴薯、水稻、玉米等農作物,引起了人類生産和生活方式的巨大改變。當時在歐亞大陸的東西兩側出現了兩個世界上最早的馴化中心,大麥和小麥在西亞肥沃的新月形地帶(新月沃土)馴化,而水稻和粟分别在中國的長江和黃河流域馴化。

有關馴化的小知識

作物經過長期的馴化後,和野生植物相比,表型上是有很大差異的。比如大麥、小麥、玉米、大豆以及其他谷類作物的種子要比野生種的種子大很多,通常有一些相似的形态特征,比如不能自然落粒、開花的同步性、植株高度變小、抗倒伏、産量增加等,這些特征統稱為“馴化綜合征”。

作物經過人類長期種植、定向選擇後保留下來,在産量、品質、經濟性狀等方面更符合人類的需求。是以,栽培的經濟作物和野生近緣植物在性狀上的差别是非常大的,可以很容易區分開來。

作物是絲綢之路聯通中西方交流的重要内容。然而長久以來,一些作物的傳播路線存在較大的争議。 比如說莴苣,曆史記錄是從亞洲的西南部傳播到古埃及、古希臘和古羅馬、歐洲,到達美洲,真是這樣嗎?

三種證據,它最重要

中國科學院昆明植物研究所的研究人員選擇的207種作物基本涵蓋了目前人們大部分的主食,包括了大麥、小麥、水稻、玉米、洋芋等,其中,水稻、小麥、玉米、洋芋是大陸的四大主食。還包括了一些常見的蔬菜和水果,比如,西蘭花、黃瓜、莴苣、菠菜、蘋果、葡萄、桃、棗等。重點解析了19種有基因組學證據的作物。

既然研究是基于考古學、遺傳學和基因組學,為什麼基因組學證據這麼重要?

全基因組測序可以從全基因組水準上為物種的生長發育、起源進化等重大問題提供全面的資料資料。利用基因組學可以更加準确和全面地解析植物群體的系統發育關系及其結構、群體進化曆史、馴化起源等問題。

考古學由于早期資料和資料的不全面,比如,不完整的古文化遺址和出土文物記錄、複雜的表型變異、有限的種群大小等,可能會影響資料的分析。而遺傳學主要是基于一些基因的片段,對于一些困難類群,不能做出很好、很準确的解析。

甚至有的類群基于不同的證據,得出的結論是沖突的,比如:四季豆(Phaseolus vulgaris),基于考古學是起源于墨西哥南部和中美;遺傳學證據表明發生了兩次遷移事件:一次是從中美洲遷移到南美洲,另一次是從北美洲到中美洲;基因組學證據表明從中美洲遷移到安第斯山。相對于基因片段,全基因組資料位點資訊更全面、更豐富和更科學。

它們是如何“移民”的?

研究人員通過分析,得到了19種作物的傳播路線與陸上絲綢之路的關系。

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1.青稞

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學和遺傳學表明西藏是可能的馴化中心。

基因組和重測序分析表明:在4500-3500年前,從西亞的新月沃地,通過巴基斯坦的北部、印度、尼泊爾,傳入西藏的南部。

2.芥菜

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:中國、中亞、喜馬拉雅和中東可能是起源中心。

線粒體基因組測序結果表明蔬菜類芥菜是沿着茶馬古道和絲綢之路,從中國傳播到印度、巴基斯坦、中亞,到達中東。

基因組和重測序結果表明:芥菜于8,000-14,000年前在西亞單系起源,在過去的500-5,000年裡,至少發生了三次獨立進化事件。

3.莴苣

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:從亞洲的西南部傳播到古埃及、古希臘和古羅馬、歐洲,到達美洲。

轉錄組測序結果表明莴苣是從西亞的新月沃地向西傳播到歐洲,向東沿着古絲綢之路傳播到中國。

重測序結果表明莴苣是從高加索地區傳播到古埃及、歐洲南部,到達美洲。

4.荞麥

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:在8世紀,從雲南傳播到亞洲的東南部、印度、小亞細亞,在13世紀到達西伯利亞和俄羅斯,在15世紀到達歐洲,在17世紀到達美洲,最後到達非洲。荞麥的遺址:1)辛店遺址(山西,扶風);2)西山坪遺址(甘肅,天水);3)磨溝遺址(甘肅,臨潭);4)營盤遺址(湟水流域附近);5)學山遺址(雲南,澄江);6)海門口遺址(雲南,劍川);7)巴彥塔拉遺址(内蒙古,赤峰);8)孫長青遺址(吉林,白城);9)東灰山遺址(甘肅,國樂)。

遺傳學:有兩條傳播路線:一條是從華南傳播到華北、北韓半島、日本;另一條是從華南傳播到不丹、尼泊爾、克什米爾、卡拉庫拉姆和興都庫什。

5.鷹嘴豆

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學證據:從中亞和西亞傳播到中國。

基因組學證據:從地中海和新月沃地傳播到中亞,并行傳播的一條從中亞傳播到東非(埃塞俄比亞)和南亞(印度)。

6.大麥

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學和遺傳學表明在西亞新月沃地被馴化後傳入中國。

基因組學表明在6000年前從上約旦河谷傳入中國。

7.小麥

考古學表明在西亞新月沃地被馴化後傳入中國。

通過炭化植物種子、木炭、花粉、動物遺存等考古記錄以及年代學的綜合研究顯示:普通小麥5500年前後抵達至中亞西天山的山麓地帶,然後由中亞早期農牧人群經西天山北上帶入阿爾泰地區,随後,這些從事簡單糧食生産的人群将作物繼續向外傳播,一路向東,通過歐亞草原帶将西亞作物傳播到中國北方黃河流域、河西走廊及青藏高原北部地區,一路向北,傳播至西伯利亞草原的阿凡娜謝沃文化區。

8.棗

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:從中國傳播到南韓、日本、歐洲,到達美洲。

基因組學重測序結果表明棗已有7000多年的栽培曆史,山西—陝西地區是栽培棗樹的起源地,且山西地區早于陝西地區,然後傳播到華東、華南地區。

9.開心果

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:從中亞傳播到伊朗、地中海,到達歐洲。

遺傳學:從中亞傳播,經過意大利、西班牙、地中海區域、北非、中東、中國、美國,到達澳洲。

10.蔓菁

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:歐洲-中亞、南亞、東亞、地中海沿岸是可能的起源地。

轉錄組資料:歐洲-中亞起源,傳播到亞洲。

基因組:起源于地中海,沿着絲綢之路傳入中國。

11.苜蓿

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:起源于中亞、高加索和伊朗,傳播到希臘、歐洲、北非、澳洲,後來傳播到世界各地。

遺傳學:起源于亞洲的西南部,可能在高加索、土耳其和伊朗被馴化。

12.胡桃

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

從西亞傳播到中國。

13.西蘭花

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

從地中海傳播到中國。

14.葡萄

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:從近東傳播到高加索南部、新月沃地的西側、約旦河谷、埃及,到達歐洲。

遺傳學:起源于近東。

15.菠菜

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

考古學:起源于西亞。

遺傳學:認為菠菜被馴化後經過尼泊爾傳入中國。

基因組學:從伊朗傳播到北非和歐洲,到達北美。

16.蘋果

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

從天山沿着絲綢之路傳入歐洲。

17.黃瓜

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

起源于印度。

18.桑

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

起源于中國。

19.豌豆

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

大約1萬年前在近東發現,埃塞俄比亞、地中海、外高加索、西亞、小亞細亞西部可能是起源中心。

總之,青稞、大麥、小麥、棗傳播的時間要早于絲綢之路,芥菜、莴苣、荞麥、鷹嘴豆、蔓菁、苜蓿、胡桃、西蘭花、葡萄、菠菜、蘋果、黃瓜、桑樹、豌豆是沿着陸上絲綢之路傳播的,開心果的傳播路線與絲綢之路的關系尚不清楚。

絲綢之路是一個物資貿易之路,更是一個植物交流和文化互鑒之路。大量域外作物随着絲綢之路的發展而被陸續引入,不僅增加了作物的種類,也對中國的農業生産和飲食結構變遷産生了非常重要的影響。

中國的大米、小米,怎麼成為外國的“進口食品”

看了這個研究,有人不禁要問,中國馴化的作物是怎樣走向世界的?比如我們的水稻(大米)和粟(小米)?

是誰送你來到我嘴邊?是絲綢之路!

大米和小米 圖檔來源:veer

水稻在中國的長江流域被馴化,向南傳入東南亞和南亞,向東傳入日本列島和北韓半島。其實,水稻在長江中下遊流域馴化的過程中,就開始向四面八方傳播了。考古發現,最遲在距今7000年前,水稻種植就已經越過黃河流域,在黃河下遊地區紮下根來。到距今5600年前,水稻甚至打入了北方農作物黍和粟占據的陝西關中地區,那裡的古人形成了黍、粟、稻兼作的種植模式。

粟是在中國的黃河流域被馴化,傳入北韓半島、東南亞等。粟的西傳路線,有研究到達西亞以後,又分為兩個傳播管道:一是沿地中海北岸,從希臘到南斯拉夫、意大利、法國南部的普羅汪斯、西班牙一線;二是沿多瑙河流域,從東南歐,穿過中歐,直到荷蘭、比利時等國家地區。

還有荔枝、枇杷、杏等作物都是在中國馴化走向世界的。

新的問題

水稻、小麥、玉米、洋芋是大陸的四大主食,目前前兩者的傳播路線比較清晰,想對後兩者加以分析,就要回答這個問題:海上絲綢之路對作物傳播有什麼作用?

衆所周知,玉米是在墨西哥被馴化,洋芋是在安第斯高地被馴化的。它們如何飄洋過海?有待研究人員進一步揭開謎底。

互動問題:

在日常生活中,你還知道哪些植物是從海外來的?

作者:王廣豔

作者機關:中國科學院昆明植物研究所