期刊：PNAS

英文题目：Starch-rich plant foods 780,000 y ago: Evidence from Acheulian percussive stone tools

中文题目：78万年前富含淀粉的植物性食物：来自阿舍利文化石器敲击工具的证据

作者：Hadar Ahituv, Amanda G. Henry, Yoel Melamed, Naama Goren- Inbar, Corrie Bakels, Lyudmila Shumilovskikh, Dan Cabanes, Jeffery R. Stone, Walter F. Rowe, and Nira Alperson- Afil.

发表日期：2025年1月6日

摘要：

与动物性食物相比，野生植物通常需要复杂的多步骤加工处理，这不仅要求较高的认知能力，还需要使用先进的工具。这在一定程度上阻碍了早期人类对这类食物的利用，并推迟了它们进入人类食谱的时间。本研究通过对以色列Gesher Benot Ya’akov遗址中保存在玄武岩石器上的淀粉颗粒进行分析，发现至少在78万年前，中更新世的人类已在此地对多种植物进行了加工处理。这一结果进一步证明了早期人类祖先的高度认知能力，包括他们能够从不同距离和多样化的生境中采集植物，并通过使用打击工具对其进行机械加工。

研究背景：

以色列的Gesher Benot Ya’akov遗址（以下简称 GBY），保存了超过20个文化层的地层记录，其中发现了大量的动植物遗存，为了解中更新世早期的古人类生活提供了重要线索（图4A-B）。遗址的水成环境促成了植物大宏观遗存和淀粉微遗存的良好保存。这些植物遗存主要来自湿地生态系统，但也包括一些生长于更高海拔地区的植物种类，表明古人类可能进行了长距离的采集活动。研究通过对玄武岩砧石和击石的表面淀粉颗粒进行分析，尝试探索古人类的植物加工行为及其食物选择策略。

研究结果：

结果1：淀粉颗粒的分类与来源

本研究在玄武岩工具中提取的淀粉颗粒被划分为23种形态组（MG），涵盖多种植物来源。最主要的淀粉来源是橡子（Quercus spp.，N=205），其形态为典型的球形或香蕉状，可能来自栓皮栎（Quercus ithaburensis）和巴勒斯坦橡（Quercus calliprinos）（图1A、1D）。第二常见的为TASH类谷物淀粉（N=137），包括小麦、大麦、黑麦等野生近缘种，颗粒呈双凸透镜状（图1B）。此外，还发现了低生长草类（AP grasses）的多面体状淀粉（N=14，图1J），以及来自水栗（Trapa sp.，N=16）和黄睡莲块茎（Nuphar lutea，N=26）的水生植物淀粉（图1E、1G）。豆科植物（Fabeae，N=5）也有所分布，可能为豌豆和扁豆等（图1C）。

图1 来自 GBY 遗址的淀粉粒（左列）及其现代对应物（右列）。（A）栓皮栎属植物 vs. 现代栓皮栎属植物；（B）TASH vs. 现代细叶羊茅；（C）毛茛属植物 vs. 现代东方扁豆；（D）栓皮栎属植物 vs. 现代伊塔布勒栓皮栎；（E）黄花雀麦 vs. 现代黄花雀麦；（F）燕麦属植物 vs. 现代燕麦；（G）菱盘藻属植物 vs. 现代菱盘藻；（H）百合科植物 1 vs. 现代大花白头翁（22）；（I）百合科植物 2 vs. 现代玉簪；（J）针茅属植物 vs. 现代意大利针茅亚种维迪亚型（地面型）。上方为强光照明，下方为交叉偏振照明；比例尺为 20 微米，适用于所有子图。

2. 工具与淀粉颗粒的相关性

8件玄武岩石器中检测到淀粉颗粒，其中7件具有丰富的淀粉沉积，这些工具表面存在明显的凹坑和击打痕迹，表明它们被用于植物加工。相比之下，沉积物样本中的淀粉颗粒数量极少，说明这些颗粒来源于工具的实际使用，而非后期污染。工具表面的淀粉颗粒多嵌入较深层，破损特征清晰，结合工具使用痕迹推测，它们可能因食物加工过程中机械作用而受损。

3. 季节性食物采集策略

淀粉颗粒来源植物的季节性分析显示，古人类的采集行为涵盖全年：橡子和谷物集中于秋季，而水栗和黄睡莲块茎全年可采集（图2）。这反映了GBY古人类的采集策略具有时间规划性，通过季节性采集和可能的食物储存方式，确保食物供应的稳定性。这种多样化的采集活动体现了他们对当地生态环境和植物资源分布的深入了解。

图2在GBY的敲击石器上发现的植物的季节性*供应：富含淀粉的坚果（棕色），谷物和种子（绿色），以及地下储存器官（根茎和鳞茎，黄色）。颜色越深，可食用部分的可用性越高。*基于以色列目前的季节性，分辨率为10 d。动物和植物分析表明，过去和现在的Hulla山谷的环境和生态相似。由于Hulla山谷附近的海拔差异为800 m，因此不同物种的时间可用性可能略大。

4. 复杂加工行为的证据

不同植物的物理和化学特性需要多步骤加工，例如橡子需去壳后浸泡或烘焙以去除单宁，水栗和黄睡莲块茎需加热以去除毒素。禾本科谷物和豆科植物则需要脱壳和烹饪以提高适口性和营养价值。虽然未在工具上直接检测到糊化淀粉的痕迹，但这些工具与遗址中的火塘相邻（图3），暗示进一步的火处理可能发生在其他地点，增强了食物加工的复杂性和效率。

图3 GBY第II- 6层2 (A)和6 (B)层分析的凹坑玄武岩冲击工具和沉积物的位置。燃烧燧石的核密度图，微器物标志着灶台的位置（红色）；野外地图显示木片（绿色）、骨头（橙色）和石器器物手斧（粉色）、切刀（紫色）和其他石器（白色)。所有这些层次的凹坑玄武岩打击器（圆形）和砧（矩形）都被标记为黑色。淀粉样本分析用绿色标记。所研究的沉积物样本（图钉）被标记为黑色，含有淀粉的被标记为绿色。

5. 与认知能力的关联

研究表明GBY古人类具备高度的认知能力和技术性。他们能够根据季节性分布制定采集计划，采集多样化的植物资源，并使用专门的加工工具来提升食物的可食性和营养价值。此外，这些行为还可能涉及使用容器或篮子进行食物运输（图3A-B），进一步表明其复杂的认知和组织能力。这些发现为理解植物加工在古人类饮食和认知进化中的作用提供了重要线索。

研究意义：本研究通过对78万年前GBY遗址石器上的淀粉粒进行分析，揭示了早期人类对植物资源的利用。研究结果不仅证实了植物在早期人类饮食中的关键作用，还展示了早期人类在不同生态环境中具备多样的食物获取和处理策略。

研究亮点：尽管植物对古人类的饮食、认知和行为可能具有潜在影响，但很少有人将其视为人类进化的驱动因素，部分原因是它们在考古学上不太容易显现出来。本研究对78万年前的GBY遗址出土的石器进行淀粉粒分析，检测到了来自橡子、谷物、荸荠、黄莲根茎和豆类种子的淀粉。这些被识别的植物随季节变化，需要不同的采集和处理方法，间接说明当时的人类已经具备高级认知能力。

对我们今后工作的启示：人类与其赖以生存的环境构成了一个紧密相连、不可分割的统一体。在科技尚未蓬勃发展的远古及早期文明时期，这种依存关系尤为显著和深刻。人类社会的兴衰、文明的起落，无不深深烙印着自然环境影响的痕迹。为了深入探究这一历史时期人类与地理环境之间的相互作用，我们需要跨越传统学术界限，采用多学科交叉融合的研究方法，从地质学、气候学、生态学、历史学、人类学乃至考古学等多个维度进行综合考察与分析。

文献来源：https://doi.org/10.1073/pnas.2418661121

声明：以上中文翻译为译者个人对于文章的概略理解，论文传递的准确信息请参照英文原文。

撰稿：王霞

初审：任杰

审核：杜军

终审：鲁鹏