科技日报记者 赵汉斌
丝绸之路的最大贡献,在于促进了不同国家、民族之间的互通,促进了东西方的双向文化交流。特别是在农业方面产生的深远影响,绵延至今。
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数千年间,丝绸之路上的经济作物交流,一直是一个重要而迷人的问题。作物如何沿着陆上丝绸之路迁移传播,也一直存在争议。
近期,基于考古学、遗传学和基因组学证据,我国长期专注于青藏高原植物研究的科学家整合了陆上丝绸之路207种作物的传播路线,重点解析了具有基因组学证据的19种作物。他们从大量相互印证和相互矛盾的证据中,初步厘清了这些作物传播的时间和线路。研究成果在线发表在国际期刊《BMC植物生物学》上。
陆上丝绸之路是东西方经济作物传播的重要通道
众所周知,陆上丝绸之路,途经生态环境脆弱的地区和关键生物多样性热点地区。这一漫长的道路沿线,有超过4138种动物和7371种植物繁衍生息。
大约1万年前,人类驯化了小麦、马铃薯、水稻、玉米等农作物,从此人类的生产生活方式发生了巨大改变。在欧亚大陆的东西两侧,出现了两个世界上最早的驯化中心。大麦和小麦在西亚肥沃的新月形地带(新月沃地)驯化;而水稻和粟分别在中国的长江和黄河流域驯化。公元前2世纪古丝绸之路,则成为东西方文化交流最主要的陆路通道。
公元前138年,张骞出使西域是丝绸之路开辟的标志,将东亚和中亚联系在了一起。在张骞出使西域后,横跨欧亚大陆的交流网络得以贯通,将中国和中亚、西亚与欧洲各国的发展联系在了一起。
“作物是丝绸之路中西方交流的重要内容,对丝路沿线各国人民的生产生活产生了重要的影响。”论文通讯作者、中国科学院西双版纳热带植物园主任杨永平研究员说,不仅中国传统农业的对外传播,深刻影响了世界农业的发展;其他区域的作物传入中国,也影响了我们的作物种植结构、作物多样性、饮食文化和物质生活。
随着贸易往来的扩大,其中一些作物在东亚和中亚之间往来。例如,水稻、大豆和桑葚从中国传播到中亚,棉花和甘蔗从中亚传播到中国。然而,由于考古学和遗传学之间的证据冲突,关于许多作物的迁移过程仍有很多争论。
考古学、遗传学和基因组学证据成为解密“钥匙”
如今,基因组测序及组装技术,以及全球科学家累积的考古学、遗传学研究海量数据,为人们理解植物的驯化、解析其传播路径提供了“钥匙”。
近期,论文第一作者、中国科学院昆明植物研究所王广艳博士等研究人员,整合了青稞、芥菜、莴苣、荞麦、鹰嘴豆、大麦、小麦、枣、开心果、蔓菁、苜蓿、胡桃、西兰花、葡萄、菠菜、苹果、黄瓜、桑树、豌豆的传播模式。
研究人员发现,青稞、芥菜、莴苣、荞麦、鹰嘴豆5种作物的基因组证据,与考古学和遗传学证据存在显著的冲突,资料和数据的不全面、不同时期记录的差异以及数据分析技术的差异,可能是导致冲突的主要原因。
而大麦、小麦、枣、开心果、蔓菁、苜蓿、胡桃、西兰花、葡萄、菠菜、苹果、黄瓜、桑树、豌豆在内的14种作物,基因组学证据与考古学和遗传学证据一致。
“我们进一步分析了19种作物的传播路线与陆上丝绸之路的关系,发现青稞、大麦、小麦、枣4种作物传播到中国的时间要早于丝绸之路。”王广艳说。以青稞为例,考古学和遗传学证据表明西藏可能是其驯化中心,基因组学证据表明在4500-3500年前,青稞已从西亚的新月沃地,通过巴基斯坦北部、印度、尼泊尔,传入西藏的南部,成为青藏高原上的主要粮食作物。
同时,基因组学证据显示大麦是在6000年前从上约旦河谷传入中国。通过炭化植物种子、木炭、花粉、动物遗存等考古记录以及年代学的综合研究,小麦则是在5500年前后抵达至中亚的西天山山麓地带,然后在5200年前由中亚早期农牧人群经西天山北上,带入我国新疆阿尔泰地区。因此,大麦和小麦传入中国的时间要早于丝绸之路,成为一个显著的事实。
大枣是我国特有多年生树种,具有经济、营养和药用价值,已有7000年的栽培历史。根据考古和典籍记录,公元前100年左右,大枣就已从我国传入朝鲜、日本及其他邻国,然后沿着丝绸之路扩散到欧洲。种群基因组分析表明,山西、陕西一带是栽培枣树的起源地,且山西地区要早于陕西地区,然后传播到华东、华南。
此外,大量证据表明,芥菜、莴苣、荞麦、鹰嘴豆、蔓菁、苜蓿、胡桃、西兰花、葡萄、菠菜、苹果、黄瓜、桑树、豌豆14种作物是沿着陆上丝绸之路传播的。然而,开心果的传播路线与丝绸之路的关系,目前还不清楚,需要科学家继续找寻答案。
“我们在分析数据时,也考虑到海上丝绸之路沿线的经济作物分布,但数据量非常庞大,所以先整理陆上丝绸之路部分。今后,或将展开海上丝绸之路作物的研究。”王广艳说。