俗話說“民以食為天”，食物與人類演化有著重要的關系。不久前，復旦大學科技考古研究院、文物與博物館學系教授胡耀武在復旦大學校慶系列學術報告中，以同位素為研究視角，通過分析古人食物結構的演變，為大家揭開了“舌尖上的中國”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，每到一個地方就會品嘗那個地方的美食。電視紀錄片《舌尖上的中國》引發了國內外的廣泛關注，反映了我們中國人源遠流長的美食文化。

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？這是一個非常關鍵的問題。站在學術角度上來看，從古猿到現代人的演化進程中，食物在每一步都起著關鍵的作用。我們了解古代人吃什么，就能了解古人的生活方式、他們的營養狀況，他們是如何生存的、如何遷徙的、和環境的關系如何，以及農業和家畜的起源、發展等等，這些問題都具有非常重要的學術價值。

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植物資源的利用。二是動物考古。即通過對出土的動物遺存了解古人對動物資源的利用。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。四是骨化學分析。也就是通過人骨的化學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，一個成年人共有206塊骨頭。從形態上，人骨可以分為長骨、扁骨、不規則骨、短骨四類。對古人類的骨骼進行研究時，我們通常會選用保存較好的長骨，比如四肢骨。這是最主要的研究材料。除了長骨之外，我們還選取肋骨。肋骨和長骨的不同之處在于骨骼的更新速率有差異，長骨的化學成分大約10年或以上才發生全部更換，而肋骨3—5年就會發生改變。

此外，牙齒也是主要的研究材料。牙齒是人體主要的一個硬組織，包括釉質、本質和骨質三部分。牙齒的生長覆蓋了從出生到中年的所有時段。比如，嬰兒還在母體里的時候，其恒齒就已經開始發育。牙本質的生長發育就像年輪一樣不斷生長，通過對其進行剖片處理，我們可以把一個人每年甚至每半年左右的生長發育過程呈現出來。牙齒和骨骼最大的不同在于，牙齒一旦長成就不會改變。所以，通過牙齒和骨骼里的信息，就可以呈現出一個人一生的飲食和生活水平。

就骨骼和牙齒的化學成分而言，我們研究的焦點是有機質和無機質部分。有機質就是膠原蛋白，無機質則是羥磷灰石。對于出土的古代人骨的四肢骨或牙齒部分，我們一般先進行預處理，得到樣本中的膠原蛋白或羥磷灰石，然后進一步進行測試分析。

下面來講講同位素。

大家都學過元素周期表，元素周期表是根據元素原子核的質子數從小到大排序的。原子核是由質子和中子數組成的，質子數決定了其在元素周期表的位置，中子數決定了相應的質量數。具有相同的質子數、不同中子數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。根據同位素是否衰變，又將同位素分為放射性同位素和穩定同位素。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，在考古學研究中被用來進行碳14測年，而碳12、碳13則是我們在同位素分析研究中需要重點關注的。

用碳同位素和氮同位素可以區分不同的食物來源。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，植物和動物在氮同位素比值上也存在明顯差異。因此，根據食物類型的不同，我們可以實現不同食物的“物以類聚”。

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

當食物中的穩定同位素比值（特別是碳氮穩定同位素）不同時，骨骼或牙齒中的穩定同位素比值也會相應有所差異。我們看到，在不同的生活環境下，以不同食物為生的人有著截然不同的同位素比值。比如，生活在淡水環境下、陸生環境下的人與生活在海洋環境下的人在同位素數據上差異明顯。

除碳氮同位素之外，越來越多的同位素也被應用到研究中，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滅絕

我們研究的一個主要方向，是了解人類從猿進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碳同位素分析顯示，他們生活在一個密閉的森林環境中。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已開始偏向攝取草原環境下的食物，食物的來源更加多元。之后的多個古人類，如傍人和人屬，其牙釉質的碳同位素比值也存在明顯偏正的現象。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，人類的食物來源發生了改變，開始更多攝取草原上的各種植物和動物。

再來看看亞洲獨有的古猿——步氏巨猿。步氏巨猿是一種已經滅絕的大型靈長類動物，身高約3米，體重200—300千克。它們主要分布在我國的華南地區，最北到長江流域。這種古猿的下頜非常粗壯，牙齒也很大。研究發現，步氏巨猿大約在30萬年前滅絕。它們為什么會滅絕呢？很多學者對此非常感興趣。有學者指出，由于步氏巨猿的化石與已滅絕的熊貓祖先曾長期共存，二者的牙齒形態也存在相似性，故步氏巨猿可能和大熊貓一樣以竹子為食。當竹子匱乏時，可能導致步氏巨猿的食物發生了改變而不適應環境，進而滅絕。那么，事實是不是這樣呢？

在柳城巨猿洞的化石地點，一共發現了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。從步氏巨猿動物群牙釉質的碳和氧同位素數據的分布來看，步氏巨猿的飲食和其他幾種當時并存的動物（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。更為關鍵的是，步氏巨猿的同位素數據非常聚集，說明它們的食物非常狹窄，對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數據的比較結果顯示，步氏巨猿碳同位素的數據最負，意味著它們生活的環境是最為密閉的。與現存的猩猩相比，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境非常狹窄，這很可能是導致其滅絕的主要原因。所以，食物的選擇過于單一，甚至會影響到一個物種的生死存亡。

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。為了適應氣候繼續生存下去，人類對食物選擇開始明顯拓寬，這就是“廣譜革命”。歐洲地區多個萬年之前考古遺址的人骨碳氮同位素數據表明，當時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”發現的地點。2003年，中科院古脊椎動物與古人類研究所的考古人員在這里發現了田園洞人（距今約4萬年前的晚期現代人）。我們對該人骨進行了碳氮同位素分析。結果發現，這一個體的氮同位素比值高于陸生食肉類動物，表明他們還有其他動物蛋白的攝取。在此基礎上，我們做了硫同位素分析，進一步證實這個人群是以淡水類食物為主。此研究在國際上首次科學證明了晚期現代人已經開始攝取大量的淡水類資源。人類對淡水類資源的攝取，很可能與因人口增長帶來的生存壓力有著密切關系。

那么，近5萬年來更新世晚期的現代人吃大量的水生類食物（包括淡水和海水），對人類進化產生了怎樣的影響呢？一種觀點認為影響非常大，因為魚富含不飽和脂肪酸，吃大量的水生食物對人類的腦部發育有重要意義。另一種觀點則認為影響并不大，因為堅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化中確實具有重要的意義。更新世晚期的現代人對淡水類資源的攝取是其不斷進化發展的持續動力之一。人類之所以能夠生存下來并遍及全球，充分反映了“會吃才能贏”這樣一個基本道理。

粟作農業對中華文明的貢獻

距今12000年以后，整個世界進入了農業起源的階段。近東地區（指地中海東部沿岸地區，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、黍和水稻則是中國典型的本土農作物。當人類開始進入農業社會時，人類的食物出現了明顯的改變。

中國獨有的兩大農業起源，北方是粟、黍，南方是水稻。今天我重點給大家介紹粟、黍在中國文明發展和中華民族形成的過程中所起的重要作用。

粟、黍是原產于中國北方的兩種農作物。植物考古研究發現，粟、黍的起源有10000年左右。我們通過對中國北方考古遺址中的人骨進行同位素分析，希望了解古人是從什么時候開始大量攝取粟、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，中國北方人群人骨的碳同位素比值業已開始偏正，說明這個時候粟、黍盡管已經有所發展，但人群依然主要依賴狩獵采集，農業只是一種輔助。但到了仰韶文化時期，也就是距今7000年以后，人骨中碳四食物（粟類食物）的同位素信號有了很大的增長，說明當時的粟作農業很發達，人群極度依賴粟作農業。從仰韶文化到二里頭夏代時期，在中國北方地區，粟作農業已經成為人們非常重要的生產方式，在中華文明的形成中發揮了重要作用。

中國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耕民族是如何一步步融為一體的？農業和游牧業究竟是怎樣相互影響的？我們對此做了相關研究。

內蒙古東南部是一個農牧交錯的地帶。人骨同位素分析顯示，在戰國早中期，住在赤峰的人群就顯示出以粟、黍為主要食物的特點。位于本地區戰國晚期的大堡子山遺址也存在這種現象，說明春秋戰國時期粟作農業對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數據，也顯示出粟作農業對民族融合的重要性。

再來看看中國歷史上少數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。他們早期的食物以草原上的肉食為主，但到了北魏期間，其食物已經完全轉向依賴于粟作農業，他們食物需求的巨大轉變為其融入中華民族大家庭奠定了基礎。

國外學者曾對蒙古高原上的古代人群進行同位素分析研究。結果顯示，從鐵器時代到匈奴時代再到蒙古帝國時代，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，但實際上粟作農業已經成為他們食物的一個重要補充。

總而言之，粟作農業將古代游牧民族與農耕民族的命運緊密相連，是我國古代民族交流融合的一個“黏合劑”，為民族間的融合乃至中華民族的形成奠定了物質和文化的基礎。

粟類作物的全球化進程

粟類作物不僅在我國大放異彩，還擴散到了歐亞大陸的其他地區。

公元前3世紀中葉，整個歐亞大陸就開始了食物全球化的進程，這個進程要遠遠早于絲綢之路。公元前2500年，發源于近東地區的小麥、大麥開始不斷向西往歐洲以及向東往中亞傳播。而原產于中國黃河流域的粟、黍也不斷向西和向東傳播。過了大約1000年，粟、黍覆蓋的地區不斷擴大，從中國橫跨中亞并延伸至歐洲。

新疆地區是粟類作物從中原地區向中亞以及歐洲傳播的一個重要窗口，所以我們把研究的重點放在揭示新疆地區人群的食物來源上。根據人骨的同位素數據，當時黃河流域以及甘肅青海地區人群的主要食物是粟類作物，但到了新疆地區，青銅時代和鐵器時代人骨的碳同位素數據正好介于碳三食物和碳四食物之間，反映出當地人既食用粟、黍，又食用大麥和小麥。這種粟麥混食的現象也發現于青銅時代中晚期的歐洲人。這說明粟、黍經過長途跋涉后也成了當時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，粟、黍也向東傳播，到達朝鮮半島和日本。雖然現在朝鮮半島和日本都是稻米的天下，但在很早以前，粟、黍也曾經在當地人的食物中占有一席之地。韓國漢陽大學的科學家曾對韓國中部地區3個青銅時代的古人類遺址進行人骨同位素分析，結果發現當時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天下之前，曾經有一段時間，粟、黍是古人的主要食物。

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

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