2016年,考古学家们对西安西周镐京遗址进行发掘时,在一个用于垃圾填埋的灰坑内发现了大量碳化的小麦颗粒。这说明了在西周中期,我国就已经开始对小麦进行规模化种植。此前的理论认为,我国从汉代才出现大面积种植的小麦。而西安镐京遗址的考古发现,对这种传统观点提出了挑战。
研究古人种地的学科你可能会有疑问,这些毫不起眼的小麦颗粒,是如何从黄土中被挑拣出来的?这就不得不提到“考古植物学”,这是一门关注古代人类文明和出土的植物之间交互关系的学科。植物样本为古代人的生活提供了直接证据,展现了他们栽培和食用植物的方式,也让我们看到了人类和植物的共同演化。
考古植物学家要想在遗址中找到这些植物样本,并且借助它们研究古人类文明,可谓困难重重。首先,植物样本难以被保存下来。
反之,它们很容易因微生物活动而腐坏,因此只有在非常特殊的条件下,它们才能有幸抵挡岁月的侵蚀,等待被现代考古人员发现。其中,最常见的保存模式就是碳化。当植物种子在低氧环境下经火灼烧时,例如古代人类不小心将植物种子烧焦,种子就会产生一层碳化外壳,可以抵御微生物,并且耐受土壤中酸碱的侵蚀。
其他的保存模式还包括饱水(在湖底等环境被水隔绝保存)、脱水(在沙漠等环境)、矿化(由于微生物或环境影响而导致有机质变成无机质)等等。
即使有幸流传至今,从土壤中挑出这些种子仍然很困难。早期的考古学家能找到一些植物种子基本靠运气。到了1960年代,浮选法应运而生。由于种子的比重比水和土壤轻,因此可以通过浮力筛选出其中的碳化种子。
这种方法可以系统性地找到土壤中的植物种子,远比用手挑出来的数量多、种类全。研究人员将这些种子进行分类和统计,就能对古代人类的生活产生更为清晰的认识。例如,杂草种子的比例可以反映出遗址的功能;而作物种子的比例则展现了古人类完整的食谱。
除了种子和叶子这种肉眼可见的“大遗存”,考古遗迹中还可能找到例如花粉、淀粉等需要用显微镜才能看到的“小遗存”。例如,在装食物用的陶罐或是磨面粉用的石磨上,人们可能会找到淀粉粒,而不同植物的淀粉粒在显微镜下会呈现出独特的形态特征。
作为世界上大部分地区人民的主食,小麦在全世界的出土范围十分广泛。研究人员对不同地区考古挖掘出的小麦进行年份和基因的测定,就可以逐渐绘制出一张小麦传播的地图。最早被人类驯化的二倍体小麦叫做一粒小麦,它的一个亲属乌拉尔图小麦与拟山羊草的近似物种杂交,产生了四倍体的二粒小麦。大约公元前1万年,一粒小麦和二粒小麦在新月沃土一带被人类驯化。
野生和驯化的小麦之间最大的区别在于麦粒附着的穗轴是否易碎。野生的一粒小麦和二粒小麦在麦粒成熟后穗轴会变脆,种子就可以自然落地。在野生环境下这有助于种子的传播,但是对收集麦粒的人类来说却不是很方便。因此,能让穗轴不易碎的基因突变就受到了人类的青睐,而人类则会帮助这些在野生环境下难以生存的突变体播种。2017年,通过对野生小麦和驯化小麦的基因型进行测序后,人们找到了和该性状相关的两个重要的基因突变。
二粒小麦之后又传播到了希腊、塞浦路斯、埃及、西班牙和德国,还成为埃及地区重要的主食之一,而如今则作为一种健康食品在市场里销售。大约8000年前,在外高加索到伊朗北部的里海沿岸,栽培的二粒小麦偶然与野生山羊草属的节节麦(Aegilops tauschii,也叫粗山羊草)发生天然杂交,最终形成了六倍体的普通小麦。
目前在通过DNA分析确认的六倍体小麦里,最早的测年结果大约在公元前6400-6200年之间,发现于土耳其的加泰土丘。
当然,小麦在中国也有其一席之地。至今为止,西至天山东缘、东到山东半岛数千公里的带状地带上,已经有30多处不同的考古遗址曾出土小麦,这些样本属于距今3000~4000年左右的龙山时代。目前学界的理论认为,小麦从西亚发源之后,在大约5000年前沿欧亚的草原通道传入中国,并扩散到华北各个史前文明中。对这些古代小麦的基因组分析也证明,它们和现代中国小麦之间的确存在着亲缘关系。
不过,从开始食用小麦,到对其进行大规模种植尚有一定距离。早期有一种理论认为,小麦在中国是到汉代才开始大规模种植的。例如,从夏朝二里头遗址浮选出的农作物种子,其中小米和水稻占了九成以上,还有少量的黄米和大豆,而小麦只发现了十几粒。商朝发现的甲骨文中虽然有“告麦”的记载,但是出土的小麦的比例仍然不高。
因此,此番西安周朝镐京遗址出土了大量小麦种子,可谓是一次历史性的突破。事实上,在分析了不同时期考古遗址中小麦种子的占比之后,研究人员发现,两周时代才是小麦被强化利用并得以普及的关键时期。再之后,就可以在史书中见到有关小麦的记载了。