中亚山麓地带9000年前大麦利用的考古证据揭示史前谷物采集者的广域分布

这篇研究通过多学科证据揭示了中亚南部Toda-1洞穴遗址中9200 cal BP的野生大麦（Hordeum vulgare ssp. spontaneum）利用行为，结合石器（微石器、镰刀片、研磨石）与植物遗存分析，首次证实了前农业时期谷物采集活动在欧亚大陆的广泛分布。研究为理解农业起源的"长进程模型"（protracted process model）提供了关键案例，同时揭示了早期人类与苹果属（Malus/Pyrus）和开心果（Pistacia vera）的互作历史，填补了中亚新石器时代文化研究的空白。

　　

Significance

Toda-1洞穴遗址的发现为解决中亚考古学重大谜题——Kelteminar人群的生活方式提供了直接证据。通过整合放射性碳测年（AMS¹⁴C）、孢粉学、木炭分析和考古遗存的多维度研究，揭示了乌兹别克斯坦南部苏尔汉河河谷地区距今9200 cal BP的野生大麦采集行为。该发现不仅扩展了前农业时期谷物利用的地理范围，更首次报道了人类与苹果近缘种及开心果祖先种（Pistacia vera）互作的最早证据。

Abstract

当前学术界逐渐接受农业起源的"长进程模型"，强调人类与植物间互惠关系的渐进演化。Toda-1洞穴的考古植物学和石器证据表明，早全新世采集者在乌兹别克斯坦富饶的河谷地带同时加工谷物、坚果和水果。这些发现将前农业谷物采集者的活动范围向东扩展，并揭示了复杂采集行为在欧亚大陆的广泛实践。特别值得注意的是，该遗址提供了人类与苹果（Malus sieversii近缘种）和开心果互作的最早记录。

研究背景

约10000 cal BP，小麦族（Triticeae） grasses开始演化出驯化性状，包括种子传播机制丧失和籽粒增大。脆性穗轴的进化强化了与人类的互惠关系，而人类文化行为的改变则触发了第一次新石器时代人口转变（Neolithic Demographic Transition）。Toda-1洞穴的微石器工业与Obishir遗址（8000 cal BP）相似，包含几何形细石器、梯形器和研磨石，部分可能用于收割野生谷物。

Results

遗址位于阿姆河最大支流苏尔汉河西北走廊，地层学显示从9200至1000 cal BP存在间断性居住。T5探方最底层（9000-7800 cal BP）的无陶器文化层出土了典型的前农业时期石器组合：

• •

  硅质石灰岩制作的刀片、核器、石片

• •

  具有单侧抛光痕迹的复合工具组件（与切割硅质植物材料的使用痕迹一致）

• •

  坚果加工用的凹坑石锤

• •

  直接测年为9133-8970 cal BP的炭化大麦籽粒（形态学确认为野生二棱有稃大麦）

植物遗存分析显示：

• •

  炭化水果/坚果占比显著，包括现代开心果的祖先种Pistacia vera

• •

  蔷薇科大型果实种子（可能为Malus sieversii近缘种）

• •

  野生稻草（Piptatherum sp.）等伴生植物

Discussion

1. 1.

   文化定位：遗址早于传统Kelteminar文化年代范围，其微石器工业反映了中亚从旧石器晚期至全新世中期的技术连续性。木炭分析显示当时为 Pistacia-Prunoideae 灌丛林地环境，与孢粉数据揭示的印度夏季风增强期（9000 cal BP）生态特征吻合。

2. 2.

   农业起源启示：野生大麦尺寸测量数据（厚度1.5-2.7 mm，宽度2.1-3.4 mm）明确落在野生型范围内，与黎凡特地区Ohalo II遗址（23000 cal BP）的早期采集证据形成时空呼应。值得注意的是，虽然镰刀收割在西亚广泛存在，但仅在地中海东部和肥沃新月地带触发驯化性状演化，暗示生态压力以外的因素驱动了农业起源。

3. 3.

   植物利用突破：

   • •

     将人类利用Pistacia vera的历史前推4000年

   • •

     提供苹果属（Malus/Pyrus）采集的最早考古证据，支持该物种通过中亚野生种杂交驯化的遗传学假说

   • •

     野生稻草（Piptatherum sp.）的发现暗示可能存在多谷物采集策略

Materials and Methods

采用国际联合团队作业模式：

1. 1.

   地层学：通过25个AMS¹⁴C样本建立贝叶斯深度-年龄模型

2. 2.

   微体分析：沉积物重液分离（ZnCl₂, KI-ZnI₂）提取孢粉

3. 3.

   大植物遗存：0.35 mm筛网浮选，SEM鉴定炭化木材（主要为Pistacia sp.和Prunoideae）

4. 4.

   地球化学：δ¹³C和δ¹⁵N测试揭示C₄植物比例变化

这项研究重塑了对中亚史前生计策略的认知，证明谷物采集、坚果加工和水果利用构成的复杂觅食系统，在农业传播前已在该区域稳定存在数千年。