科学家揭示水稻从野生到驯化的 10 万年连续演化史

科学家揭示水稻从野生到驯化的10万年连续演化史我国科研团队日前利用植硅体微体化石分析等方法,在浙江上山文化遗址开展水稻起源研究,揭示了水稻从野生到驯化的10万年连续演化史。研究结果表明:早在约10万年前,野生水稻就已在长江下游地区分布;约2.4万年前,人类开始采集并利用野生水稻;约1.3万年前,人类有意或无意地对野生水稻进行驯化前的栽培;约1.1万年前,东亚稻作农业起源。这项研究进一步确认了我国是世界水稻的起源地,有助于更好理解人类社会发展、农业文明起源。相关成果5月24日在国际学术期刊《科学》在线发表。(新华社)

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新研究进一步确认中国是世界水稻的起源地

新研究进一步确认中国是世界水稻的起源地这一重要研究成果已经在线发表于《科学》杂志。研究表明,早在约10万年前,野生水稻就已经分布在长江下游地区。大约2.4万年前,全球气候开始进入寒冷的盛冰期,促使人类开始采集、利用包括野生稻在内的野生作物。大约1.3万年前,人类开始对野生水稻进行驯化前的栽培。大约1.1万年前,驯化水稻植硅体比例迅速增加,并达到驯化阈值,标志着东亚稻作农业正式起源。上山遗址发现于2000年11月,上山文化命名于2006年11月,目前已发现24处文化遗址,均位于浙江省。这是中国境内乃至东亚地区目前已知规模最大、分布最集中的早期新石器时代遗址群。长江下游地区三万年以来水稻由野生到驯化演化的概念模型...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432204.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432204.htm

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古代石器提供了最早的水稻收割证据 大约1万年前

古代石器提供了最早的水稻收割证据大约1万年前野生水稻和驯化水稻的区别在于它们的种子传播模式;野生水稻自然脱落其成熟的种子,使其在成熟时碎落在地上,而栽培水稻在成熟时将其种子保留在植物上。为了收获水稻,需要某种工具。在用工具收割水稻的过程中,早期的水稻种植者在选择留在植株上的种子,所以逐渐地,留在植株上的种子的比例增加了,这带来了水稻的驯化。从上山石片和荷花山石片中找到的植物石:稻壳植物石(在左边)和稻叶植物石"在相当长的时间里,困惑之一是在中国南方没有发现新石器时代早期或新石器时代(公元前10000-7000年)的收获工具,也就是我们知道水稻开始被驯化的时间段,"主要作者、达特茅斯大学人类学助理教授王佳静说。"然而,当考古学家在长江下游流域的几个新石器时代早期遗址工作时,他们发现了很多小块石头,这些石头有锋利的边缘,可能是用来收获植物的。我们的假设是,也许这些小石片中有一些是收割水稻的工具,这就是我们的结果所显示的。"在长江下游流域,最早的两个新石器时代文化群体是上山人和跨湖桥人,研究人员调查了来自上山和荷花山遗址的52件剥落石器。使用指刀和镰刀收割水稻的方法示意图石片外观粗糙,制作不精细,但有锋利的边缘。平均来说,这些石片工具小到可以用一只手握住,宽度和长度大约为1.7英寸。为了确定这些石片是否用于收割水稻,研究小组进行了使用磨损和植物石残留物的分析。在使用磨损分析中,在显微镜下检查了工具表面的微小划痕,以确定这些石头是如何使用的。结果显示,30块石片的使用磨损模式与收获硅质(富含二氧化硅)植物(可能包括水稻)时产生的磨损相似。细致的条纹、高度的抛光和圆形的边缘将用于切割植物的工具与用于加工硬质材料、切割动物组织和刮削木材的工具区分开来。来自上山文化((a)-(h))和跨湖桥文化((i)-(l))的部分石片工具,红点代表工具的工作边缘通过植物石残留物分析,研究人员分析了留在石片上被称为"植物石"或植物硅质骨架的微观残留物。他们发现,28件工具中含有水稻植物石。关于水稻植物石的有趣之处在于,稻壳和叶子会产生不同种类的植物石,这使我们能够确定水稻是如何收割的。使用磨损和植物石分析的结果说明,当时使用了两种类型的水稻收割方法--"指刀"和"镰刀"技术。这两种方法今天仍然在亚洲使用。早期阶段(10000-8200BP)的石片显示,水稻的收割主要采用指刀法,即收割稻株顶部的圆锥体。结果显示,用于指刀收割的工具的条纹主要与石片边缘垂直或对角,这表明有切割或刮削的动作,并含有种子或稻壳的植物石,表明水稻是从植物的顶部收割的。一株水稻包含许多圆锥花序,它们在不同的时间成熟,因此当水稻驯化处于早期阶段时,指刀式收割技术特别有用。然而,来自后期阶段(公元前8000年至公元前7000年)的石片有更多的镰刀收割的证据,其中植物的下部被收割。这些工具的条纹主要与工具的边缘平行,反映出可能使用了切片的动作。当水稻变得更加驯化时,镰刀收割法被更广泛地使用,更多成熟的种子留在植物上。由于同时收割整株植物,水稻的叶子和茎也可以用于燃料、建筑材料和其他用途,因此这是一种更有效的收割方法。这两种收割方法都会减少种子的碎裂。这就是为什么我们认为水稻驯化是由人类无意识的选择所推动的。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340597.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1340597.htm

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地球史的秘密守护者:锆石帮助科学家揭示亿万年地质之谜锆石是一种几乎与地球本身一样古老的矿物,它是时间的记录者,也是了解许多地质现象(如氧化状态)的化学窗口。通过确定形成这些碎屑锆石的岩浆的氧化水平,科学家们能够推断出地壳到地幔循环、风化和超大陆循环的开始时间。来源:中国科学出版社锆石是一种几乎与地球本身一样古老的矿物,在岩浆(熔岩)冷却时结晶,可在岩浆岩中发现微量锆石。岩浆的形成构成了地球上的山脉。通过与水和大气的相互作用,山脉分解成沉积物。锆石坚固又稳定,耐风化和侵蚀,很少会消失在历史中,因此沉积物中的这种矿物(所谓的"碎屑锆石")最能让人了解地球的过去。锆石富含铀(U-Pb测定法),是时间的记录者,也是了解许多地质现象(如氧化态)的化学窗口。火成岩源锆石和沉积物源锆石的ΔFMQ移动平均值(未显示低于10%的比例)与超大陆汞齐化时间间隔。与沉积源相关的岩浆在大约600Ma的周期性中更为减少,并在26亿年时形成。来源:中国科学出版社研究小组采用了Loucks等人(2020年)的一种新方法来确定花岗岩岩浆的氧化态,该方法利用锆石中Ce、U和Ti的比率来跟踪地壳岩浆在地球历史上的氧化态变化,该计算方法不需要知道离子电荷,也不需要确定结晶温度、压力或母体熔体成分。"以前的方法包括Ce/Ce*和Eu/Eu*氧压计,但每种方法都有与温度、压力、主岩化学成分变化或测量Ce/Ce*和Eu/Eu*异常所需的REE元素精度有关的局限性"。来自西澳大利亚的BobLoucks说。这种改进的氧化仪能够更可靠地评估氧化状态的变化,现在可以从全球构造随时间变化的角度来解释氧化状态的变化。通过确定形成这些碎屑锆石的岩浆的氧化水平,科学家们能够推断出地壳到地幔循环、风化和超大陆循环的开始时间。关键的一点是,位于地球表面的岩石可以被带回到地幔深处(地表以下数百至数千公里处)。我们的数据表明,这种现象不仅发生在今天,而且可能已经持续了数十亿年。通过观察从地球早期、30亿年前的锆石到今天形成的锆石,我们发现它们形成时的岩浆氧化还原状态。碎屑锆石的氧化态(以ΔFMQ表示)在大约35亿年前升高,随后在过去30亿年中平均ΔFMQ>0,这表明大洋岩石圈在最终形成的俯冲带中被回收回地幔。研究表明,氧化还原态的下限在26亿年前急剧下降,标志着界限分明的大陆的形成和大洋岩石被埋回地球深部地幔。此外,研究人员还发现了氧化还原模式的周期性:每隔6亿年左右,大陆就会聚集在一起形成超级大陆,如冈瓦纳大陆、罗迪尼亚大陆、努拉大陆和苏比利亚大陆。编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425023.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1425023.htm

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