[科普中國(guó)]-我們每天吃的米飯，最早是從哪里來的？

作者：崔凱

編輯：Yuki

一日三餐，我們每天都會(huì)與谷物見面；離開餐桌，谷物似乎離我們很遙遠(yuǎn)。許多久居城市的朋友們，甚至漸漸變得“五谷不分”。誰(shuí)知盤中餐，粒粒皆辛苦。谷物是如何從野草進(jìn)化成今天的樣子？從一粒種成長(zhǎng)到一株谷經(jīng)過了哪些歷程？谷田里會(huì)有怎樣的動(dòng)物世界？中國(guó)的耕地能養(yǎng)活14億人嗎？江南大學(xué)食品工程博士，《中國(guó)食品產(chǎn)業(yè)地圖》主編崔凱老師，將結(jié)合自然、科技、歷史、詩(shī)歌和野趣，將用生動(dòng)幽默的語(yǔ)言談?wù)劇氨P中餐”和4000年的華夏農(nóng)耕文明，講述一段別開生面的《谷物的故事》。

谷物的起源

人類已經(jīng)在地球上生存了200多萬(wàn)年。在這個(gè)漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中，人類的絕大部分時(shí)間都過著食不果腹、衣不遮體，毫無(wú)保障的生活，在無(wú)休止的狩獵動(dòng)物和采集野果中尋求生存。饑餓難耐時(shí)，也會(huì)吃一些腐食。進(jìn)食的時(shí)候，還需要提防其他猛獸，避免淪為別人的腹中之餐。為了生存，他們不斷遷徙、居無(wú)定所，過著顛沛流離的生活。

這個(gè)時(shí)代被稱為狩獵采集時(shí)代 。 不過也有好處，疲于奔命的遠(yuǎn)古人類沒有肥胖癥，不用花錢辦健身卡。

第一位農(nóng)民

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（遠(yuǎn)古時(shí)期的人類生活 | Pixabay)

在遠(yuǎn)古年代， 谷物的祖先只是路邊的狗尾巴草那樣的植物 。1萬(wàn)多年前，地球經(jīng)歷最后一次冰期，當(dāng)時(shí)依靠采獵維生的人類漸漸發(fā)現(xiàn)，周圍能采集到的果實(shí)和能捕獵到的動(dòng)物越來越少。餓極了的遠(yuǎn)古先民開始嘗試未被馴化的野生谷物，果實(shí)里富含能量的糖類物質(zhì)給他提供了奔跑的力量。日久天長(zhǎng)， 對(duì)能量深深的渴望逐漸刻在DNA的記憶中，也塑造出人類喜歡甜食的天性。

有一天，一位先民把野草的種子收集起來拿回到定居點(diǎn)。他的本意也許只是做冬儲(chǔ)糧，但零星灑落地面的種子卻在來年給了他一個(gè)驚喜——長(zhǎng)出新的植株，結(jié)出了果實(shí)。我們不知道他的名字，但他是歷史上的第一位農(nóng)民。那年頭也不懂知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，這位先民順手就把這個(gè)發(fā)現(xiàn)發(fā)了朋友圈。很快，更多人開始效仿他的創(chuàng)新之舉，你有我有全都有。就這樣，我們的祖先學(xué)會(huì)了將野生植物馴化成為可以栽培的農(nóng)作物。土地上第一次出現(xiàn)大面積的谷田，并向四周延伸。古人逐水而居，有些村落和耕地遠(yuǎn)離水源，人們會(huì)建立引水灌溉系統(tǒng)。

有了種植谷物，一日三餐有了著落， 人類逐漸進(jìn)入到一種定居的生活方式，并開始馴化畜禽等動(dòng)物，這個(gè)時(shí)代被稱為農(nóng)耕時(shí)代 。人類在幾百萬(wàn)年的進(jìn)化過程中，飲食結(jié)構(gòu)其實(shí)一直以肉類為主，也就是以脂肪和動(dòng)物蛋白作為主要能源。進(jìn)入農(nóng)耕時(shí)代，人類的食譜開始出現(xiàn)大量的谷物。碳水化合物在飲食結(jié)構(gòu)中的占比猛增到 60%，而脂肪的占比則大幅度下降到20 %。簡(jiǎn)言之，谷物吃得多了，肉吃得少了，這與過去幾百萬(wàn)年發(fā)生了顛倒。這并非都是好事，多素少肉，加上熟食烹飪，人類牙齒的咬合力明顯下降。隨著糖類和碳水化合物攝入的增多，容易在酸性環(huán)境中生存的致齲細(xì)菌在口腔中“安營(yíng)扎寨”，蛀牙率要高于原始人。

有一天，有一位古人把吃不完的米飯用樹葉包起來（那時(shí)候沒有飯碗），存放在桑樹的樹洞里（那時(shí)候也沒有冰箱）。后來，他就忘了這件事。時(shí)間一長(zhǎng)，那米飯接觸到根霉、酵母等野生微生物，開始發(fā)酵，發(fā)出奇異的香氣——這就是 酒 。人類從此變得“如癡如醉”。今天我們知道，谷物中的糖分經(jīng)過自然界中酵母菌的發(fā)酵，就會(huì)生成酒精。后來，越來越多的谷物都被用來釀造美酒，包括用黍、粟、稻米釀造的黃酒；用小麥芽、大麥芽釀造的啤酒；以及用高粱、玉米釀造的白酒等。

谷物的馴化

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(同宗兄弟：狗尾巴草和小米)

被馴化以后，本是“同宗兄弟”的谷物和野草的命運(yùn)開始分化。野草是沒人管的流浪兒，苦出身，只能自謀生路。種子離開植株后，隨風(fēng)順?biāo)?，聽天由命，存活概率低。所以，野草一般?huì)以種子數(shù)量取勝，一粒野草種子能夠結(jié)出成千上萬(wàn)個(gè)后代種子。數(shù)量多，體積小，多子多福，總有幾個(gè)能夠落地生根活下來，繁衍生息。而谷物被馴化以后，則過上了“小少爺”一樣的生活。農(nóng)人會(huì)為它們播種、耕地、澆水、施肥、除草。 有了人類的精心呵護(hù)， 谷物不再像野草那樣拼命“生娃” ，開始優(yōu)生優(yōu)育 ，生出來的米娃娃數(shù)量少，個(gè)頭大。

野生植物有一種很特別的落?；颉７N子在成熟之后，會(huì)從植株上自然脫落，掉落到地上，待到來年再萌發(fā)生長(zhǎng)。這一過程對(duì)于世代繁衍至關(guān)重要。電影《哪吒之魔童降世》中的一句臺(tái)詞：我命由我不由天。每1萬(wàn)-10萬(wàn)棵野生植物中，就會(huì)有一株標(biāo)新立異的“哪吒”，不走尋常路， 落粒基因發(fā)生突變，變?yōu)椴宦淞；? 。這次讓植物“斷子絕孫”的基因突變，卻是人類的重大利好。

先民們將這些不落粒的植物種子收獲下來，帶回家里，種到房前屋后。就這樣，將落粒的野生植物馴化成不落粒的栽培谷物。隨著時(shí)間的推移，老祖宗們不斷地把握植物變異，選擇他們喜好的那些谷物品種（味道好、產(chǎn)量高、易采收等），保留下來下一年接著種。

（細(xì)如針的麥芒 | pixabay)

大家都聽說過“ 針尖對(duì)麥芒 ”這句成語(yǔ)吧？其實(shí)很多谷粒上都長(zhǎng)著芒刺，有著獨(dú)特的功效。其一，谷物碰到天敵時(shí)不能像動(dòng)物一樣迅速逃跑，但位于谷粒尖端的芒就像騎士的長(zhǎng)槍，鳥吃了以后會(huì)扎到喉嚨，它就會(huì)去選擇偷食其它物種的種子。其二，芒刺可以緩沖谷穗之間的碰撞，減少掉粒，而且在葉片間隔出空隙，便于空氣流通，增加產(chǎn)量。芒刺還有一個(gè)好處，就是幫助籽粒附著在穿行而過的人和動(dòng)物身上，“搭順風(fēng)車”去感受詩(shī)和遠(yuǎn)方，也許有機(jī)會(huì)飄落到一塊肥沃的土地上落地生根。看起來，盡管谷物不會(huì)思考，但它們還是很聰明的。

古人的食譜

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“五谷”之說始于春秋戰(zhàn)國(guó)，后來逐漸形成約定俗成的版本，即 指 稻、黍（shǔ）、稷（jì）、麥、菽（shū） 五種作物 ，分別對(duì)應(yīng)著今天的水稻、黃米、小米、小麥和大豆。秦漢以前稱大豆為菽，英語(yǔ)的soybean,俄語(yǔ)的соя,法語(yǔ)的soya等都是“菽”的譯音。在2500年前，因?yàn)榭购?、耐貧瘠、生長(zhǎng)期短，黃米和小米曾是當(dāng)時(shí)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的主糧。

到了公元前221年，秦始皇終于統(tǒng)一六國(guó)?；赝麣v史，你能想象在2200年前的秦朝，人們都吃些什么嗎？炊具多 為 陶器 ，將 小米 放入 陶罐中煮熟就是一餐。別在廚房里找鐵鍋和鋼勺，那年頭根本就沒有鐵器，連青銅器都是奢侈品。老百姓的主食是小米，土豪家才有大米——當(dāng)時(shí)在秦嶺以南，才有水稻種植。餐桌上有雞鴨魚肉，但調(diào)料很稀缺，只有 花椒和鹽 ，可以做極簡(jiǎn)版的蓋澆飯。別談什么色香味，能吃飽就不錯(cuò)了。

主食沒 有 包子和面條 ，因?yàn)橐恢钡綎|漢末年（約公元200年），磨盤傳入中國(guó)，小麥才被磨成面粉。也沒有西紅柿炒蛋和四川火鍋，因?yàn)? 西紅柿和辣椒 直到16世紀(jì)末才傳入中國(guó)。 別想著喝52度的老白干， 白酒 蒸餾技術(shù)直到北宋才傳入中國(guó)，秦朝時(shí)候的酒不會(huì)超過10度。 絕對(duì)不敢有 醬牛肉 ， 因?yàn)樵谂８麜r(shí)代，牛是干活的主力，絕對(duì)是“國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物”。殺耕牛輕則充軍流放，重則殺頭治罪。

大家想想， 今天我們一餐簡(jiǎn)單的飯食，可能聚集了數(shù)千年來世界各地的馴化谷物 ：從西亞出產(chǎn)的麥類、葡萄，到美洲的玉米、西紅柿和辣椒,再到非洲的西瓜和咖啡，以及中國(guó)的稻米、大豆和粟、黍等。 這不僅僅是食物的匯聚, 更是世界文明的嘉年華。

水稻、高粱和蜻蜓（攝于吉林市春新生態(tài)農(nóng)場(chǎng)）

谷物與價(jià)值觀

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一方水土養(yǎng)一方人。人馴服了谷物，同時(shí)，谷物也在“馴服”人類，文明就在適宜谷物生長(zhǎng)的地方繁衍綿延數(shù)千年。亞洲主要種植水稻，歐洲主要種植小麥。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)：水稻和小麥可能是歐亞文化差異的重要原因之一。為什么？水田需要一個(gè)精細(xì)的灌溉系統(tǒng)，而這個(gè)灌溉系統(tǒng)是個(gè)龐大的水利工程，一家人根本搞不定，則需要大家一起來修建完成，這就需要各戶人家的相互配合，共同努力。水稻種植后，水從上游的田地流向下游的田地，農(nóng)民之間需要就水流的管理達(dá)成一致，以避免張三家排水澇了李四的地，或者趙莊截水旱了王村的地。 合作需要更多地關(guān)注別人，學(xué)會(huì)妥協(xié)，這促進(jìn)了亞洲的集體主義價(jià)值觀。 而小麥種植則不太需要這樣的合作。 這種耕作方式允許個(gè)人主義的價(jià)值觀，并且隨著時(shí)間流逝，發(fā)展成為歐洲的文化準(zhǔn)則。

種植水稻讓人們團(tuán)結(jié)，而種植小麥讓人們孤立——這就是 大米理論 。

(秋天的稻田（攝于吉林市孤店子鎮(zhèn)鐵路農(nóng)場(chǎng)）)

起源地之爭(zhēng)

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谷物的起源一直是公眾關(guān)注的熱點(diǎn)話題，為什么？一方面能樹立我們的民族自信心，比如：在全世界范圍內(nèi)，水稻是僅次于玉米的第二大糧食作物。全世界有一半的人口以稻米為主食，全世界90%以上的稻米產(chǎn)于亞洲，而且集中于東亞、東南亞和南亞地區(qū)。說到中國(guó)是水稻的起源地，這會(huì)讓我們頓生民族自豪感。然而印度也宣稱自己是栽培水稻的發(fā)源地，大家各執(zhí)一詞，喋喋不休。

如何確定一種谷物的起源地呢？中國(guó)的漢字始于3500年前，最早的古埃及文字始于5000年前，沒有文字記載的年代被 稱為 史前文明 。 谷物起源時(shí)，當(dāng)然還沒有文字記載，流傳至今只有一些語(yǔ)焉不詳?shù)纳裨?，像神農(nóng)種谷、大禹治水等。 相對(duì)于文字史料， 考古發(fā)掘 可以考證更久的年代。 比如：很多學(xué)者堅(jiān)持認(rèn)為中國(guó)是水稻的起源地，依據(jù)是在浙江的河姆渡遺址，我們發(fā)掘出了7000年前的稻谷堆積層，據(jù)此認(rèn)為早在7000前華夏先民就開始種植稻谷了。然而也有國(guó)際學(xué)者認(rèn)為印度發(fā)現(xiàn)了很多野生稻種，水稻應(yīng)該起源于印度。

(河姆渡遺址發(fā)掘出來的的稻谷堆積層)

種瓜得瓜，種豆得豆。今天我們知道，無(wú)論是漂亮的或者難看的，物種的性狀都是由它的基因（DNA）決定的。大家在電視上經(jīng)?？吹綄びH節(jié)目：有些小孩從小被拐賣了，他們長(zhǎng)大之后尋找生父生母。盡管并不知道出生地和父母的名字，通過基因檢測(cè)，哪怕隔著千山萬(wàn)水，也依然能找到自己的生父生母。今天我們進(jìn)入基因工程時(shí)代，也可以把水稻的種子拿過來分析它的基因序列。2018年，國(guó)際頂級(jí)期刊《NATURE》刊登了中國(guó)學(xué)者領(lǐng)銜完成的一項(xiàng)研究成果：他們對(duì)亞洲3010份水稻品種進(jìn)行基因測(cè)序，代表了全球水稻種質(zhì)資源約95%的遺傳多樣性。這項(xiàng)研究為育種專家提供了一份優(yōu)良稻種的“基因地圖”，也可以藉此推斷誰(shuí)是爺爺、誰(shuí)是爹。研究結(jié)論是： 秈稻和粳稻（水稻的兩大亞種）在東亞（中國(guó)）、南亞和東南亞等地域是獨(dú)立的多起源 。

谷物的起源地在育種領(lǐng)域非常有價(jià)值。中國(guó)在雜交水稻領(lǐng)域能夠處于國(guó)際領(lǐng)先地位，很重要的一個(gè)原因是我們有著很豐富的野生水稻種質(zhì)資源。大家知道，我們中國(guó)有個(gè)“雜交水稻之父”袁隆平院士。1970年，他在海南發(fā)現(xiàn)了一株很特別的雄性不育野生稻種，終于實(shí)現(xiàn)了水稻“三系”雜交育種方案， 培育出第一代雜交水稻 。

育種專家希望培養(yǎng)出不同的作物品種，有的產(chǎn)量要高，有的是口感要好，有的能夠抗旱、抗冷、抗病蟲。要培養(yǎng)出這樣的品種，需要找到具備相應(yīng)性狀的DNA。我們來打個(gè)比方：這是一個(gè)大型的汽車改裝廠，如果是“發(fā)源地”，車庫(kù)里有成千上萬(wàn)臺(tái)不同款式的汽車。想讓一臺(tái)車具備某種性能，可以比較容易的在其它汽車上找到你所需要的零部件。如果說不是“發(fā)源地”，車庫(kù)里都是拖拉機(jī)、自行車、坦克，你的汽車是絕版孤品，就很難找到匹配的零部件。 所以一個(gè)谷物的發(fā)源地對(duì)一個(gè)國(guó)家的育種工作是非常重要的。

假如把地球46億年的歷史比作一天24小時(shí)的話，那么13:00植物在海洋里開始出現(xiàn)，并在21:30爬上陸地。22:10分，種子植物開始出現(xiàn)。200萬(wàn)多年的人類歷史相當(dāng)于最后的38秒,而人類種植谷物的1萬(wàn)年只是最后的0.2秒。悠悠歲月，滄海桑田。感恩厚德載物的大地和養(yǎng)育人類的谷物！

*本文根據(jù)作者在“杭州科學(xué)大講堂”的科普講座文稿整理修改而成。

作者名片

排版：凝音

題圖來源：Unsplash

參考文獻(xiàn)：

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