俗話說“民以食為天”，食物與人類演化有著重要的關(guān)系。不久前，復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院、文物與博物館學(xué)系教授胡耀武在復(fù)旦大學(xué)校慶系列學(xué)術(shù)報(bào)告中，以同位素為研究視角，通過分析古人食物結(jié)構(gòu)的演變，為大家揭開了“舌尖上的中國(guó)”演化史的一角。

【資料圖】

研究古人的食物有什么意義

有句話叫“民以食為天”，吃是我們生活中非常重要的一件事。很多人以“吃貨”自居，每到一個(gè)地方就會(huì)品嘗那個(gè)地方的美食。電視紀(jì)錄片《舌尖上的中國(guó)》引發(fā)了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，反映了我們中國(guó)人源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的美食文化。

那么，你有沒有想過，我們每天吃的食物是怎樣一步步走上餐桌的？這是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。站在學(xué)術(shù)角度上來看，從古猿到現(xiàn)代人的演化進(jìn)程中，食物在每一步都起著關(guān)鍵的作用。我們了解古代人吃什么，就能了解古人的生活方式、他們的營(yíng)養(yǎng)狀況，他們是如何生存的、如何遷徙的、和環(huán)境的關(guān)系如何，以及農(nóng)業(yè)和家畜的起源、發(fā)展等等，這些問題都具有非常重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。

我們用什么方法來研究古代人的食物來源呢？科技考古界目前有幾種研究方法。一是植物考古。即通過考古遺址中出土的植物遺存了解古人對(duì)植物資源的利用。二是動(dòng)物考古。即通過對(duì)出土的動(dòng)物遺存了解古人對(duì)動(dòng)物資源的利用。三是殘留物分析。通過研究各種食器或飲器中的食物殘留揭示古人的食物來源是什么。四是骨化學(xué)分析。也就是通過人骨的化學(xué)成分研究探索人類的食物來源。

用同位素分析古人的食物來源

怎樣從古代人的遺骨中揭開他們的飲食秘密呢？目前，科技考古主要通過穩(wěn)定同位素分析手段從古人的骨骼遺存中讀取其生前的食譜信息。

一般來說，一個(gè)成年人共有206塊骨頭。從形態(tài)上，人骨可以分為長(zhǎng)骨、扁骨、不規(guī)則骨、短骨四類。對(duì)古人類的骨骼進(jìn)行研究時(shí)，我們通常會(huì)選用保存較好的長(zhǎng)骨，比如四肢骨。這是最主要的研究材料。除了長(zhǎng)骨之外，我們還選取肋骨。肋骨和長(zhǎng)骨的不同之處在于骨骼的更新速率有差異，長(zhǎng)骨的化學(xué)成分大約10年或以上才發(fā)生全部更換，而肋骨3—5年就會(huì)發(fā)生改變。

此外，牙齒也是主要的研究材料。牙齒是人體主要的一個(gè)硬組織，包括釉質(zhì)、本質(zhì)和骨質(zhì)三部分。牙齒的生長(zhǎng)覆蓋了從出生到中年的所有時(shí)段。比如，嬰兒還在母體里的時(shí)候，其恒齒就已經(jīng)開始發(fā)育。牙本質(zhì)的生長(zhǎng)發(fā)育就像年輪一樣不斷生長(zhǎng)，通過對(duì)其進(jìn)行剖片處理，我們可以把一個(gè)人每年甚至每半年左右的生長(zhǎng)發(fā)育過程呈現(xiàn)出來。牙齒和骨骼最大的不同在于，牙齒一旦長(zhǎng)成就不會(huì)改變。所以，通過牙齒和骨骼里的信息，就可以呈現(xiàn)出一個(gè)人一生的飲食和生活水平。

就骨骼和牙齒的化學(xué)成分而言，我們研究的焦點(diǎn)是有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)部分。有機(jī)質(zhì)就是膠原蛋白，無機(jī)質(zhì)則是羥磷灰石。對(duì)于出土的古代人骨的四肢骨或牙齒部分，我們一般先進(jìn)行預(yù)處理，得到樣本中的膠原蛋白或羥磷灰石，然后進(jìn)一步進(jìn)行測(cè)試分析。

下面來講講同位素。

大家都學(xué)過元素周期表，元素周期表是根據(jù)元素原子核的質(zhì)子數(shù)從小到大排序的。原子核是由質(zhì)子和中子數(shù)組成的，質(zhì)子數(shù)決定了其在元素周期表的位置，中子數(shù)決定了相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)。具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的同一元素的不同原子，稱為同位素。比如氫有三種同位素，分別是氕、氘、氚。根據(jù)同位素是否衰變，又將同位素分為放射性同位素和穩(wěn)定同位素。比如碳的三種同位素——碳12、碳13、碳14，其中碳14是放射性同位素，在考古學(xué)研究中被用來進(jìn)行碳14測(cè)年，而碳12、碳13則是我們?cè)谕凰胤治鲅芯恐行枰攸c(diǎn)關(guān)注的。

用碳同位素和氮同位素可以區(qū)分不同的食物來源。比如，我們常吃的水稻、小麥、大豆都是典型的碳三食物，高粱、甘蔗、玉米則是碳四食物，這兩者之間碳同位素比值有著明顯的差異。另一方面，植物和動(dòng)物在氮同位素比值上也存在明顯差異。因此，根據(jù)食物類型的不同，我們可以實(shí)現(xiàn)不同食物的“物以類聚”。

我們吃的食物通過人體的消化吸收后會(huì)轉(zhuǎn)化到骨骼和牙齒的組織中，因此，通過對(duì)人體內(nèi)不同組織和部位的碳氮同位素進(jìn)行分析，即可獲得古人食物攝取的情況。正是根據(jù)這一原理，我們可以用同位素追蹤古人的食物來源。

當(dāng)食物中的穩(wěn)定同位素比值（特別是碳氮穩(wěn)定同位素）不同時(shí)，骨骼或牙齒中的穩(wěn)定同位素比值也會(huì)相應(yīng)有所差異。我們看到，在不同的生活環(huán)境下，以不同食物為生的人有著截然不同的同位素比值。比如，生活在淡水環(huán)境下、陸生環(huán)境下的人與生活在海洋環(huán)境下的人在同位素?cái)?shù)據(jù)上差異明顯。

除碳氮同位素之外，越來越多的同位素也被應(yīng)用到研究中，像氧同位素、硫同位素、鈣同位素等。在古代食譜研究中，多種穩(wěn)定同位素分析成為目前考古研究的主流。

身高3米的步氏巨猿為什么會(huì)滅絕

我們研究的一個(gè)主要方向，是了解人類從猿進(jìn)化到人的過程中食物是如何演變的。

400萬年前左右的始祖地猿的牙釉質(zhì)碳同位素分析顯示，他們生活在一個(gè)密閉的森林環(huán)境中。300萬、200萬年前的南方古猿，其碳同位素比值開始偏正，這意味著南方古猿業(yè)已開始偏向攝取草原環(huán)境下的食物，食物的來源更加多元。之后的多個(gè)古人類，如傍人和人屬，其牙釉質(zhì)的碳同位素比值也存在明顯偏正的現(xiàn)象。由此可以看出，走出森林并到草原上去生活，是向人類演化的第一步。在此過程中，人類的食物來源發(fā)生了改變，開始更多攝取草原上的各種植物和動(dòng)物。

再來看看亞洲獨(dú)有的古猿——步氏巨猿。步氏巨猿是一種已經(jīng)滅絕的大型靈長(zhǎng)類動(dòng)物，身高約3米，體重200—300千克。它們主要分布在我國(guó)的華南地區(qū)，最北到長(zhǎng)江流域。這種古猿的下頜非常粗壯，牙齒也很大。研究發(fā)現(xiàn)，步氏巨猿大約在30萬年前滅絕。它們?yōu)槭裁磿?huì)滅絕呢？很多學(xué)者對(duì)此非常感興趣。有學(xué)者指出，由于步氏巨猿的化石與已滅絕的熊貓祖先曾長(zhǎng)期共存，二者的牙齒形態(tài)也存在相似性，故步氏巨猿可能和大熊貓一樣以竹子為食。當(dāng)竹子匱乏時(shí)，可能導(dǎo)致步氏巨猿的食物發(fā)生了改變而不適應(yīng)環(huán)境，進(jìn)而滅絕。那么，事實(shí)是不是這樣呢？

在柳城巨猿洞的化石地點(diǎn)，一共發(fā)現(xiàn)了1006顆步氏巨猿的牙齒，距今約200萬年，這么豐富的材料為我們的研究提供了重要的依據(jù)。從步氏巨猿動(dòng)物群牙釉質(zhì)的碳和氧同位素?cái)?shù)據(jù)的分布來看，步氏巨猿的飲食和其他幾種當(dāng)時(shí)并存的動(dòng)物（如犀牛、熊貓、中華乳齒象等）都不一樣，說明步氏巨猿并不是以竹子為主食。更為關(guān)鍵的是，步氏巨猿的同位素?cái)?shù)據(jù)非常聚集，說明它們的食物非常狹窄，對(duì)食物的選擇更趨保守和挑剔。此外，步氏巨猿和已有的各種古人類的碳同位素?cái)?shù)據(jù)的比較結(jié)果顯示，步氏巨猿碳同位素的數(shù)據(jù)最負(fù)，意味著它們生活的環(huán)境是最為密閉的。與現(xiàn)存的猩猩相比，步氏巨猿同樣顯示出非常狹窄的食物選擇性。

總而言之，步氏巨猿的食物選擇和棲息環(huán)境非常狹窄，這很可能是導(dǎo)致其滅絕的主要原因。所以，食物的選擇過于單一，甚至?xí)绊懙揭粋€(gè)物種的生死存亡。

田園洞人以淡水類食物為主

大約5萬年前，地球處于低溫期。為了適應(yīng)氣候繼續(xù)生存下去，人類對(duì)食物選擇開始明顯拓寬，這就是“廣譜革命”。歐洲地區(qū)多個(gè)萬年之前考古遺址的人骨碳氮同位素?cái)?shù)據(jù)表明，當(dāng)時(shí)的人群既吃陸上的食物，也吃淡水食物、海洋性的食物，可以說為了生存無所不用其極。

周口店是著名的“北京人”發(fā)現(xiàn)的地點(diǎn)。2003年，中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的考古人員在這里發(fā)現(xiàn)了田園洞人（距今約4萬年前的晚期現(xiàn)代人）。我們對(duì)該人骨進(jìn)行了碳氮同位素分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這一個(gè)體的氮同位素比值高于陸生食肉類動(dòng)物，表明他們還有其他動(dòng)物蛋白的攝取。在此基礎(chǔ)上，我們做了硫同位素分析，進(jìn)一步證實(shí)這個(gè)人群是以淡水類食物為主。此研究在國(guó)際上首次科學(xué)證明了晚期現(xiàn)代人已經(jīng)開始攝取大量的淡水類資源。人類對(duì)淡水類資源的攝取，很可能與因人口增長(zhǎng)帶來的生存壓力有著密切關(guān)系。

那么，近5萬年來更新世晚期的現(xiàn)代人吃大量的水生類食物（包括淡水和海水），對(duì)人類進(jìn)化產(chǎn)生了怎樣的影響呢？一種觀點(diǎn)認(rèn)為影響非常大，因?yàn)轸~富含不飽和脂肪酸，吃大量的水生食物對(duì)人類的腦部發(fā)育有重要意義。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為影響并不大，因?yàn)閳?jiān)果同樣富含不飽和脂肪酸。但無論如何，水生類食物在人類進(jìn)化中確實(shí)具有重要的意義。更新世晚期的現(xiàn)代人對(duì)淡水類資源的攝取是其不斷進(jìn)化發(fā)展的持續(xù)動(dòng)力之一。人類之所以能夠生存下來并遍及全球，充分反映了“會(huì)吃才能贏”這樣一個(gè)基本道理。

粟作農(nóng)業(yè)對(duì)中華文明的貢獻(xiàn)

距今12000年以后，整個(gè)世界進(jìn)入了農(nóng)業(yè)起源的階段。近東地區(qū)（指地中海東部沿岸地區(qū)，主要包括非洲東北部和亞洲西南部）是大麥、小麥的起源地，美洲、拉丁美洲是玉米的起源地，粟、黍和水稻則是中國(guó)典型的本土農(nóng)作物。當(dāng)人類開始進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)時(shí)，人類的食物出現(xiàn)了明顯的改變。

中國(guó)獨(dú)有的兩大農(nóng)業(yè)起源，北方是粟、黍，南方是水稻。今天我重點(diǎn)給大家介紹粟、黍在中國(guó)文明發(fā)展和中華民族形成的過程中所起的重要作用。

粟、黍是原產(chǎn)于中國(guó)北方的兩種農(nóng)作物。植物考古研究發(fā)現(xiàn)，粟、黍的起源有10000年左右。我們通過對(duì)中國(guó)北方考古遺址中的人骨進(jìn)行同位素分析，希望了解古人是從什么時(shí)候開始大量攝取粟、黍的，其食物又是如何演變的。我們的研究主要集中在8000年前到4000年前的新石器時(shí)代，包括前仰韶文化、仰韶文化、龍山文化以及夏代二里頭遺址。

在距今8000多年前，中國(guó)北方人群人骨的碳同位素比值業(yè)已開始偏正，說明這個(gè)時(shí)候粟、黍盡管已經(jīng)有所發(fā)展，但人群依然主要依賴狩獵采集，農(nóng)業(yè)只是一種輔助。但到了仰韶文化時(shí)期，也就是距今7000年以后，人骨中碳四食物（粟類食物）的同位素信號(hào)有了很大的增長(zhǎng)，說明當(dāng)時(shí)的粟作農(nóng)業(yè)很發(fā)達(dá)，人群極度依賴粟作農(nóng)業(yè)。從仰韶文化到二里頭夏代時(shí)期，在中國(guó)北方地區(qū)，粟作農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為人們非常重要的生產(chǎn)方式，在中華文明的形成中發(fā)揮了重要作用。

中國(guó)史是一部各民族相互交融、多元一體的歷史。在中華民族形成的過程中，北方的游牧民族和中原的農(nóng)耕民族是如何一步步融為一體的？農(nóng)業(yè)和游牧業(yè)究竟是怎樣相互影響的？我們對(duì)此做了相關(guān)研究。

內(nèi)蒙古東南部是一個(gè)農(nóng)牧交錯(cuò)的地帶。人骨同位素分析顯示，在戰(zhàn)國(guó)早中期，住在赤峰的人群就顯示出以粟、黍?yàn)橹饕澄锏奶攸c(diǎn)。位于本地區(qū)戰(zhàn)國(guó)晚期的大堡子山遺址也存在這種現(xiàn)象，說明春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期粟作農(nóng)業(yè)對(duì)不同人群的融合起到了非常重要的作用。類似地，北京延慶西屯村遺址漢代和北朝人骨的同位素?cái)?shù)據(jù)，也顯示出粟作農(nóng)業(yè)對(duì)民族融合的重要性。

再來看看中國(guó)歷史上少數(shù)民族的食物是如何演變的。拓跋鮮卑最早起源于大興安嶺，后來不斷南遷，建立了北魏政權(quán)。他們?cè)缙诘氖澄镆圆菰系娜馐碁橹?，但到了北魏期間，其食物已經(jīng)完全轉(zhuǎn)向依賴于粟作農(nóng)業(yè)，他們食物需求的巨大轉(zhuǎn)變?yōu)槠淙谌胫腥A民族大家庭奠定了基礎(chǔ)。

國(guó)外學(xué)者曾對(duì)蒙古高原上的古代人群進(jìn)行同位素分析研究。結(jié)果顯示，從鐵器時(shí)代到匈奴時(shí)代再到蒙古帝國(guó)時(shí)代，匈奴和蒙古人群皆存在粟類食物的攝取，說明這些人群盡管喜歡大口吃肉，但實(shí)際上粟作農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為他們食物的一個(gè)重要補(bǔ)充。

總而言之，粟作農(nóng)業(yè)將古代游牧民族與農(nóng)耕民族的命運(yùn)緊密相連，是我國(guó)古代民族交流融合的一個(gè)“黏合劑”，為民族間的融合乃至中華民族的形成奠定了物質(zhì)和文化的基礎(chǔ)。

粟類作物的全球化進(jìn)程

粟類作物不僅在我國(guó)大放異彩，還擴(kuò)散到了歐亞大陸的其他地區(qū)。

公元前3世紀(jì)中葉，整個(gè)歐亞大陸就開始了食物全球化的進(jìn)程，這個(gè)進(jìn)程要遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于絲綢之路。公元前2500年，發(fā)源于近東地區(qū)的小麥、大麥開始不斷向西往歐洲以及向東往中亞傳播。而原產(chǎn)于中國(guó)黃河流域的粟、黍也不斷向西和向東傳播。過了大約1000年，粟、黍覆蓋的地區(qū)不斷擴(kuò)大，從中國(guó)橫跨中亞并延伸至歐洲。

新疆地區(qū)是粟類作物從中原地區(qū)向中亞以及歐洲傳播的一個(gè)重要窗口，所以我們把研究的重點(diǎn)放在揭示新疆地區(qū)人群的食物來源上。根據(jù)人骨的同位素?cái)?shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)黃河流域以及甘肅青海地區(qū)人群的主要食物是粟類作物，但到了新疆地區(qū)，青銅時(shí)代和鐵器時(shí)代人骨的碳同位素?cái)?shù)據(jù)正好介于碳三食物和碳四食物之間，反映出當(dāng)?shù)厝思仁秤盟?、黍，又食用大麥和小麥。這種粟麥混食的現(xiàn)象也發(fā)現(xiàn)于青銅時(shí)代中晚期的歐洲人。這說明粟、黍經(jīng)過長(zhǎng)途跋涉后也成了當(dāng)時(shí)歐洲人群的主要食物來源之一。

在粟類作物向西傳播的同時(shí)，粟、黍也向東傳播，到達(dá)朝鮮半島和日本。雖然現(xiàn)在朝鮮半島和日本都是稻米的天下，但在很早以前，粟、黍也曾經(jīng)在當(dāng)?shù)厝说氖澄镏姓加幸幌?。韓國(guó)漢陽大學(xué)的科學(xué)家曾對(duì)韓國(guó)中部地區(qū)3個(gè)青銅時(shí)代的古人類遺址進(jìn)行人骨同位素分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的人群也以攝取粟類食物為主。顯然，在朝鮮半島被水稻一統(tǒng)天下之前，曾經(jīng)有一段時(shí)間，粟、黍是古人的主要食物。

綜上所述，可以看出，遠(yuǎn)比絲綢之路要早得多，粟類作物就已經(jīng)橫跨歐亞大陸，成為東西方經(jīng)濟(jì)、文化交流的最早見證者。

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