1. 首頁 > 生活百科 > >

奶制品演變史破解人類進化之謎

人類


奶制品演變史破解人類進化之謎

奶制品演變史破解人類進化之謎
據中國科學報(段歆涔)：一個單核苷酸的基因突變使得古老的歐洲人開始喝牛奶 ， 進而為歐洲大陸的一場巨變創造了條件 。
在上世紀70年代，美國新澤西州普林斯頓大學的考古學家Peter Bogucki在波蘭中部的肥沃平原挖掘一處石器時代的遺址時，發現了一套奇特的文物 。約7000年前生活在這里的人是中歐第一批農民，他們留下了綴滿小孔的陶瓷的碎片 。
回顧考古文獻，Bogucki發現了古代多孔陶瓷的其他例子 。Bogucki說：“它們是如此的與眾不同，人們總是將其收錄在出版物中 。”他曾在一個朋友的家中看到過類似的物件（用于制作奶酪），因此他推測這種帶孔的陶瓷可能和當時的奶酪制作有關 。但是他尚未想出檢測該猜測的方法 。
2011年 ， 英國布里斯托大學地球化學家Mélanie Roffet-Salque取出了這些陶瓷碎片，分析了保存在粘土中的脂肪殘留物 。他在碎片上發現了豐富的乳脂肪，證據顯示早期農民把陶瓷作為篩子，用來分離固體脂肪乳和液體乳清 。這些從波蘭發掘出的文物成為世界上已知的奶酪制作的最早物證 。
Roffet-Salque的調查是歐洲牛奶歷史研究項目的一部分 。這個耗資330萬歐元（440萬美元）的項目于2009年啟動 ， 很多考古學家、化學家和基因學家參與其中 。該團隊的發現闡明了具有深遠意義的問題：奶制品影響了人類在歐洲大陸的定居 。
在最近的一個冰河時期里，基本而言 ， 牛奶對于成年人是一種有毒物質，因為和兒童不同，成年人體內無法產生分解牛奶乳糖所需的乳糖酶 。但是1.1萬年前，在中東地區，農業開始取代狩獵及采集 ， 牧民開始學習如何降低奶制品中的乳糖水平至可以承受的水平——通過發酵牛奶來制作奶酪或酸奶 。幾千年后，一種基因突變在整個歐洲悄然發生，使得人類體內能夠產生乳糖酶 ， 人們開始喝牛奶 。這種對牛奶的適應能力為人類提供了新的營養來源 。
這場分為兩步的牛奶革命可能是允許農民和牧民從歐洲南部向整個大陸擴散并取代已存在千年的狩獵采集文化的一個主要因素 。倫敦大學學院人口遺傳學家Mark Thomas說：“從考古學的角度看，南部人口蔓延至歐洲北部的速度非?？??！边@股移民浪潮在歐洲這片土地上留下了難以磨滅的印記，畢竟歐洲和世界上其他很多地區不同 。（其他地區的人大多可以正常喝牛奶 。）
強健的胃
嬰兒幾乎普遍能產生乳糖分解酵素，消化并吸收母親乳汁中的乳糖 。但是他們長大后，大部分人的乳糖酶基因被關閉 。只有35%的人在七八歲之后還能消化乳糖 。約克大學考古學家Oliver Craig說：“如果你屬于乳糖不耐受人群 ， 喝掉半品脫牛奶就有可能患病——劇烈的腹瀉（基本上是痢疾） 。我并不是指這會致命，但確實讓人不舒服 ?！?br /> 保留了牛奶消化能力的人群的祖先，可以追溯到歐洲，他們這種特質的形成似乎與乳糖酶基因附近的一個基因組區域中的單核苷酸（DNA堿基從胞嘧啶向胸腺嘧啶的轉變）相關 。非洲西部、中東和南亞也存在因突變產生乳糖耐受性的例子 。
歐洲這種單核苷酸突變發生的時間相對較晚 ， Thomas和他的同事通過查看現代人口中的遺傳變異來估算時間，并通過計算機模擬相關基因突變是如何在古代人口中發生并擴散的 。他們認為，乳糖耐受性的特征——被稱為LP等位基因，大約于7500年前出現在廣闊肥沃的匈牙利平原 。
強大的基因
LP等位基因的出現，是一個重要的選擇性優勢 。2004年的一份研究中，研究人員估計 ， 發生基因突變的人群要比缺乏LP等位基因的人群所生育的后代多出19% 。研究人員稱：“至今還未發現基因組中某個基因有如此強的選擇力量 ?！?br /> 如此重復選擇幾百代，這種優勢能幫助人類席卷整個歐洲大陸，但必須在新鮮牛奶的供應量能跟得上的情況下 。Thomas說：“這就是基因和文化的共同進步，它們之間相互促進 ?！?br />
為了調查這段“相互作用”的歷史，Thomas與德國美因茲約翰尼斯古騰堡大學古遺傳學家Joachim Burger以及約克大學生物考古學家Matthew Collins合作，組織了一個名為LeCHE的（早期歐洲文化歷史中的乳糖酶持久性）多學科項目 ， 這一研究項目會聚了十幾個來自歐洲各地的處于事業起步期的研究人員 。
在研究人類分子生物學、考古學和古陶化學的過程中，LeCHE的參與者也希望解決一個關鍵的問題——現代歐洲人的起源 。Thomas說：“這是考古學中一個經久不衰的問題：我們究竟是中東農民還是本土的后代？”是這些歐洲本地的狩獵采集者開始從事農業耕作和畜牧？還是由于基因和技術的結合，涌入的農業殖民者在和本地人的競爭中勝出？
牛奶還是肉
鑒于中東的乳業比歐洲LP等位基因早幾千年出現，古代牧民必須找到方法以減少牛奶中的乳糖濃度 ， 他們很可能采用了制作奶酪或酸奶等方法 。
為了驗證這個理論，LeCHE研究員在古代陶器上做了化學測試 。碎片（多孔滲水的泥土）上含有充足的殘留物，使得科學家得以區分在烹調過程中被吸收的脂肪類型：無論是肉類或奶類，還是來源于諸如牛、綿羊和山羊等反芻動物，或是其他動物 。布里斯托大學化學家Richard Evershed說：“這使得我們知道哪種類型的食物正在被烹調 ?！?br /> Roffet-Salque針對波蘭陶器的研究工作提供了明確的證據：約6800年至7400年前 ， 歐洲牧民開始生產奶酪以補充他們的飲食 。到那時為止，奶制品已成為新石器時代飲食的一個組成部分，但它還不是經濟的主導部分 。
隨后的步驟進展很緩慢，這似乎要求乳糖耐受性的傳播 。LP等位基因在人群中并不常見，直到它第一次出現之后 。Burger研究了古代人類DNA樣本中的突變，發現該突變可以追溯到6500年前（發生在德國北部） 。
LeCHE項目參與者、倫敦大學學院人口遺傳學家Pascale Gerbault創建了一個模型 ， 解釋該特征是如何傳播的 。由于中東地區的新石器文化遷入歐洲，他們的農業與牧業技術幫助其在與當地狩獵采集者的競爭中勝出 。Gerbault說，南方人向北方流動的同時，LP等位基因也隨著移民浪潮擴散 。
馴服牲畜
新石器時代晚期和青銅時代早期（大約5000年前），LP等位基因在歐洲北部和中部的大部分地區已經很普遍，牧牛已在文化中占據主導地位 。Burger說：“他們發現了這樣的生活方式，從中獲取了營養價值，于是又增加或加強放牧 ?！痹谠S多中歐和北歐的新石器時代晚期和早期青銅時代考古遺址中 ， 動物骨頭中牛骨的記載超過2/3 。
研究人員仍感到困惑：在這些地區 ， 為什么牛奶消化能力成為了一種優勢 。Thomas認為，隨著人們遷往北方，牛奶成為了應對饑荒的食物 。奶制品能夠在更寒冷的天氣中貯存更長時間，提供豐富的能量來源，且不受植物生長季節和糧食欠收的支配 。
其他人認為，在北方，牛奶可能對當地人尤其有幫助 。因為牛奶中富含相對高濃度的維生素D ， 這種營養物有助于抵御諸如佝僂病等疾病 。人類只有在暴露在太陽下才能自然合成維生素D，而北方人在冬季缺乏陽光 。但是乳糖耐受性也在陽光明媚的西班牙扎根，使得這一關于維生素D發揮作用的說法遭到了懷疑 。
【奶制品演變史破解人類進化之謎】對于如何用一系列交叉學科的方法回答考古學上的難題，LeCHE項目提供了一個典范 。并未參與該研究的倫敦大學皇家霍洛威學院古遺傳學家Ian Barnes說：“考古學、古人類學、古DNA和現代DNA、化學分析全部集中在一個問題上 。其他飲食習慣的改變都能用這種方式進行研究 ?！?eeook.com)