探究古人制作面食的一扇“窗”

古语云：“民以食为天”。在这个“超长假期”中，相信很多人都学会了制作凉皮和蛋糕，而这两种美食的主要原料都是面粉。

图1.相关报道截图（图片来自网络）

我们都知道，面粉由小麦经过研磨制作而成，常见还有“稻米粉”和“玉米粉”，这些“面粉”都有一个共同的特点，那就是它们都是由禾本科植物的种子经过加工得来。

在当今世界上，禾本科植物提供了最主要的粮食作物，除了前面提到的小麦、水稻和玉米，还有高粱，这四种来自禾本科的植物，占据了全世界约90%的粮食产量，与我们的生活息息相关。

实际上，经过考古学家研究发现，禾本科植物在史前的古人类活动中也占据了极其重要的地位。在我国，古人对粟（小米）和水稻的利用均可追溯到1万年前，直到约4000年前小麦传入我国，才逐渐形成了我国“南稻北麦”的农业格局。

但这和我们这篇文章的主题有什么关系呢？因为禾本科植物有一个特点：它们产生大量的“植硅体”。

图2.植硅体的不同类型

“面条”是用什么植物制成的？或许可以问植硅体 

植硅体是一种以二氧化硅（SiO2）为主要成分的植物来源的微体化石。作为最常见的坚硬物质，二氧化硅赋予了植硅体耐高温、耐腐蚀和耐风化的能力。

禾本科植物中产生有大量的植硅体，并且不同种类的植物产生的植硅体类型存在差异，我们能够通过这种形态差异进行分类，也就是可以通过植硅体的类型来探讨其来源于何种植物。

在这样一个前提下，通过分析考古遗址样品中的植硅体，我们就能够知道古人类在该处遗址采集和利用了哪些禾本科的植物，而种子壳中的植硅体，更能直接体现古人对农作物的收获行为。

一个著名的研究案例来自于对喇家遗址“面条”的研究。中国科学院地质与地球物理研究所的吕厚远研究员利用植硅体分析手段，对喇家遗址出土的一碗“面条”进行了详细的分析，发现这一碗面条主要是由黍（大黄米）和粟（小米）制作而成，完全不同于我们现在常吃的以小麦面粉为主的面条。这也是世界上最早（约4000年前）的一份面条实物，为我“大吃”国的美食历史写上了浓墨重彩的一笔。

看到这里，我们可能会想：哇，好棒棒，那我们是不是可以利用植硅体搞清楚古人吃的都是什么啦？然而……请大家欣赏歌曲《没那么简单》。

图3. 喇家遗址出土的面条遗存和从遗存中提取到的植硅体和淀粉粒

新研究：寻找植硅体的“规律”

我们前面提到，禾本科植物产生大量的植硅体，植硅体的形态存在不同，换句话说，就是植硅体的形态存在相同之处。那么，禾本科作为一个物种丰富的大科，其在中国就拥有1200余个种，在尚未研究完全之前，我们是否能够断言我们目前对于植硅体的鉴定（能够正确的找到产生某种植硅体的来源植物）就是一定正确的呢？

显然，以往的研究并不能完全回答这样一个问题，那么我们就需要展开大量和广泛的调查和研究，通过分析更多样品来建立可靠的鉴定标准，进而增强鉴定结果的可靠程度。

来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所高星研究员团队的葛勇博士于2020年2月20日在Frontiers in Plant Science（《植物科学前沿》）期刊在线发表了题为“Phytoliths in Inflorescence Bracts: Preliminary Results of an Investigation on Common Panicoideae Plants in China（中国黍亚科植物小穗植硅体的初步研究）”的论文。

这项研究涵盖了常见的农作物、农作物的野生亲缘种、杂粮作物和田间杂草针的38种黍亚科的植物，并针对小穗中的植硅体进行了系统分析。在对每一个样品进行系统解剖基础上，科研人员对小穗的每一个苞片进行单独处理，对其中产生的植硅体类型进行原位观察和分析，总结了不同苞片类型产生植硅体的规律，并且提出了可以用于属一级分类的植硅体鉴定标准。

图4. 黍亚科植物种子的外壳中植硅体的不同类型

植物外壳中植硅体的差异能够可探讨驯化过程 

研究发现，黍亚科植物种子的外壳中产生具有分枝状结构的植硅体，利用这种植硅体的形态和形态参数可以有效的区分黍、粟、稗、狗尾草、求米草、雀稗和马唐属的植物。

图5. 薏苡（图片来自网络）

比如薏苡，其外壳中含有大量的植硅体。薏苡外壳的硬度不同，坚硬外壳通常用于装饰，较脆弱外壳通常供食用。这项研究发现，不同硬度的薏苡外壳中含有的植硅体类型是不一样的。坚硬外壳的薏苡中植硅体形态一致，并且链接紧密，组成了坚硬不易碎的外壳；较脆弱外壳的薏苡中植硅体之间的链接并不坚固，因此表现出外壳较脆弱，用手指即可碾碎。

由于外壳的硬度是薏苡驯化的一个重要指标，研究认为薏苡外壳中植硅体的这种差异能够应用于探讨薏苡的驯化过程。

利用新标准，了解古人利用过哪些植物

通过对比分析他人的研究材料，研究认为小穗中的植硅体产生可能受到了基因及分子调控的影响，体现了植物育种过程中的一种防御机制；同时，基于现有的研究材料，利用小穗中植硅体进行属一级的分类较为可靠，未来采集更多样品进行深入的研究可能能够提供更精确的分类标准。

该研究在新发表的植硅体命名规则基础上对涉及到的植硅体类型进行了重新的修订和命名，不仅为后续研究中植硅体的命名提供了参照；而且基于现有材料，提出了基于形态和形态参数的黍亚科小穗植硅体的鉴定标准；同时还发现了可能用于探讨薏苡驯化过程的植硅体特征，这些方面的研究能够为准确识别植物种类、复原植被类型、古人植物利用和农业经济提供可靠的参考指标。

图4. 利用小穗中植硅体的形态参数能够提供属一级的分类鉴定结果（相同颜色为同一属，编号为不同种）

这一研究提供了求米草属、雀稗属、马唐属和薏苡属植物的植硅体鉴定标准。在今后的考古遗存分析过程中，我们就能够利用这一标准来了解当时的古人是否利用过这些种类的植物。

当然，这一研究也不会是终点。随着研究的不断开展，更多种类植物的植硅体鉴定标准也会被发现和总结。这样，植硅体分析就能够提供更多关于古人对植物资源利用的信息。

 来源：中国科学院古脊椎动物与古人类研究所