我們每天吃的米飯 最早是從哪里來(lái)的?
一日三餐,我們每天都會(huì)與谷物見(jiàn)面;離開(kāi)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(pán)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(guò)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(pán)中餐”和4000年的華夏農(nóng)耕文明,講述一段別開(kāi)生面的《谷物的故事》。
谷物的起源
人類(lèi)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(lèi)的絕大部分時(shí)間都過(guò)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(guò)著顛沛流離的生活。
這個(gè)時(shí)代被稱(chēng)為狩獵采集時(shí)代。不過(guò)也有好處,疲于奔命的遠(yuǎn)古人類(lèi)沒(méi)有肥胖癥,不用花錢(qián)辦健身卡。
第一位農(nóng)民
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遠(yuǎn)古時(shí)期的人類(lèi)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(lèi)漸漸發(fā)現(xiàn),周?chē)懿杉降墓麑?shí)和能捕獵到的動(dòng)物越來(lái)越少。餓極了的遠(yuǎn)古先民開(kāi)始嘗試未被馴化的野生谷物,果實(shí)里富含能量的糖類(lèi)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(lèi)喜歡甜食的天性。
有一天,一位先民把野草的種子收集起來(lái)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(lái)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(kāi)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(lèi)逐漸進(jìn)入到一種定居的生活方式,并開(kāi)始馴化畜禽等動(dòng)物,這個(gè)時(shí)代被稱(chēng)為農(nóng)耕時(shí)代。人類(lèi)在幾百萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中,飲食結(jié)構(gòu)其實(shí)一直以肉類(lèi)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(lèi)的食譜開(kāi)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(guò)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(lèi)牙齒的咬合力明顯下降。隨著糖類(lèi)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(shù)葉包起來(lái)(那時(shí)候沒(méi)有飯碗),存放在桑樹(shù)的樹(shù)洞里(那時(shí)候也沒(méi)有冰箱)。后來(lái),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(kāi)始發(fā)酵,發(fā)出奇異的香氣—;—;這就是酒。人類(lèi)從此變得“如癡如醉”。今天我們知道,谷物中的糖分經(jīng)過(guò)自然界中酵母菌的發(fā)酵,就會(huì)生成酒精。后來(lái),越來(lái)越多的谷物都被用來(lái)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(kāi)始分化。野草是沒(méi)人管的流浪兒,苦出身,只能自謀生路。種子離開(kāi)植株后,隨風(fēng)順?biāo)?,?tīng)天由命,存活概率低。所以,野草一般會(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(lái),繁衍生息。而谷物被馴化以后,則過(guò)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(lèi)的精心呵護(hù),谷物不再像野草那樣拼命“生娃”,開(kāi)始優(yōu)生優(yōu)育,生出來(lái)的米娃娃數(shù)量少,個(gè)頭大。
野生植物有一種很特別的落?;?。種子在成熟之后,會(huì)從植株上自然脫落,掉落到地上,待到來(lái)年再萌發(fā)生長(zhǎng)。這一過(guò)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?;虬l(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(lèi)的重大利好。
先民們將這些不落粒的植物種子收獲下來(lái),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(lái)下一年接著種。
細(xì)如針的麥芒 | pixabay
大家都聽(tīng)說(shuō)過(guò)“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?zhuān)B(niǎo)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(guò)的人和動(dòng)物身上,“搭順風(fēng)車(chē)”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??雌饋?lái),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(shuō)始于春秋戰(zhàn)國(guó),后來(lái)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(chēng)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)。回望歷史,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(méi)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(yú)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(méi)有包子和面條,因?yàn)橐恢钡綎|漢末年(約公元200年),磨盤(pán)傳入中國(guó),小麥才被磨成面粉。也沒(méi)有西紅柿炒蛋和四川火鍋,因?yàn)槲骷t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(guò)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(lái)世界各地的馴化谷物:從西亞出產(chǎn)的麥類(lèi)、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。
谷物與價(jià)值觀(guān)
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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(lèi),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(lái)修建完成,這就需要各戶(hù)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(guān)。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(guān),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(huà)題,為什么?一方面能樹(shù)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(shuō)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(chēng)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(méi)有文字記載的年代被稱(chēng)為史前文明。谷物起源時(shí),當(dāng)然還沒(méi)有文字記載,流傳至今只有一些語(yǔ)焉不詳?shù)纳裨?huà),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(kāi)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(lái)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(mài)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(guò)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(guò)來(lái)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(zhuān)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(zhuān)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(chóng)。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(lái)打個(gè)比方:這是一個(gè)大型的汽車(chē)改裝廠(chǎng),如果是“發(fā)源地”,車(chē)庫(kù)里有成千上萬(wàn)臺(tái)不同款式的汽車(chē)。想讓一臺(tái)車(chē)具備某種性能,可以比較容易的在其它汽車(chē)上找到你所需要的零部件。如果說(shuō)不是“發(fā)源地”,車(chē)庫(kù)里都是拖拉機(jī)、自行車(chē)、坦克,你的汽車(chē)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(huà),那么13:00植物在海洋里開(kāi)始出現(xiàn),并在21:30爬上陸地。22:10分,種子植物開(kāi)始出現(xiàn)。200萬(wàn)多年的人類(lèi)歷史相當(dāng)于最后的38秒,而人類(lèi)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(lèi)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。