科學前沿觀天下 篤學明理洞寰宇
水稻是世界上最重要的糧食作物之一，全球有近40億人以水稻為生。而世界上最早的水稻種植正是在9000年前的中國長江流域。然而，隨著中國第一個朝代——夏朝「小冰河期」的到來，全球氣候迅速變冷，在中國發生4.2K事件之後，水稻種植技術迅速傳播到了亞洲各地，直至非洲、歐洲和美洲大陸。可以說，正是4.2K事件解決了全球人民的溫飽問題。
研究發現，其實在公元前2000年前的數千年裡，水稻的種植區域主要局限在中國，且種植的水稻都是粳稻。
從水稻種植擴散的軌跡我們不難看出，不同地區種植水稻的時間也不相同，這間接證明了水稻其實發生了進化並且能夠適應不同的生長環境。紐約大學基因組和系統生物學的研究人員們採用多學科的方法重建了水稻進化的歷史，利用1400多種水稻品種（包括粳稻和秈稻）的全基因組序列，結合地理、考古學以及歷史氣候數據，對中國的水稻歷史發展進行了重建並將研究結果發表在了《自然植物》期刊上。
隨著4200年前（即夏朝時期）全球性降溫事件的爆發（又稱4.2K事件），從美索不達米亞到中國的人類文明發生連續崩潰，但更為深遠的影響是粳稻種植開始向溫帶和熱帶傳播並形成了適應相應氣候的品種，其中新進化的溫帶品種在中國北部、韓國和日本傳播，而熱帶品種則傳播到東南亞地區。自此水稻種植技術開始傳向世界，並不是中國獨有的了。
紐約大學基因組學和系統生物學中心博士後Rafal M. Gutaker對此現象做了解釋：我們所做的基因組數據以及古氣候模型顯示，4.2K事件發生的時間與溫帶地區生長粳稻的時間是相吻合的，這種突如其來的氣候變化迫使包括農作物在內植物不得不適應新環境的變化，同時這一降溫事件也很有可能導致水稻技術擴散到東南亞。
全球降溫事件發生之後，熱帶粳稻品種繼續呈現多樣化發展趨勢，也許是因為區域性的廣泛交流以及東南亞地區商品和人口流動的原因，大約在2500-2000年前（秦漢）熱帶粳稻品種成功「登陸」東南亞諸島。事實勝於雄辯，這些發現都得到了亞洲出土的水稻遺骸的數據支持。
這項研究證明了多學科研究的價值，通過基因組提供的數據，我們得到了一個水稻進化和發展軌跡的模型，考古學告訴我們水稻在何時何處出現，環境和氣候模型為我們提供了模擬的生態環境變化。這項研究能夠更加了解稻米的擴散以及相關的環境壓力，對科學家研發水稻新品種有很大的幫助，以便人類應對諸如氣候變化和極端熱浪等環境挑戰。
事實上，農業學家們很早就開始培育新的水稻品種，例如我國的袁隆平近年來一直致力於鹽鹼地水稻種植技術的發展。也正是得益於袁隆平對水稻的研究，中國水稻的產量能夠成倍增加，讓每一個人都能吃上飯、吃飽飯。如今隨著科學技術的進步，相信這個目標將在全球範圍內更好地實現！
責編/朱張航宇
參考文獻：Global cooling event 4,200 years ago spurred rice's evolution, spread across Asia, Rafal Gutaker, New York University.