沒有乳酶 照(zhào)樣“喝奶”研究表明(míng)乳制品文化(huà)讓乳糖耐受性變得(de)無關緊要
來(lái)源:中國科學報 作者:趙熙熙 時(shí)間:2018-11-12 閱讀:
3000多(duō)年前,成群的(de)馬、羊、牛或牦牛漫步在蒙古大(dà)草(cǎo)原上。它們的(de)人(rén)類看護者以這(zhè)些牲畜爲食,并且将其與自己埋葬在一起以示紀念。如今,一項對(duì)古代牙齒沉積物(wù)進行的(de)尖端分(fēn)析表明(míng),早期蒙古人(rén)也(yě)會擠奶。這(zhè)似乎并不奇怪。但對(duì)相同古老個(gè)體進行的(de)脫氧核糖核酸(DNA)分(fēn)析顯示,這(zhè)些人(rén)成年後缺乏消化(huà)乳糖的(de)能力,後者是牛奶中的(de)一種關鍵糖分(fēn)。
這(zhè)些發現提出了(le)一個(gè)難題,挑戰了(le)一個(gè)經常被人(rén)提起的(de)關于乳糖耐受性是如何進化(huà)而來(lái)的(de)故事。德國耶拿市馬克斯·普朗克學會人(rén)類曆史科學研究所(MPI-SHH)的(de)Christina Warinner說,從其他(tā)研究來(lái)看,“我們現在知道乳制品業在乳糖酶出現的(de)4000年前就已經存在了(le),而蒙古向我們展示了(le)這(zhè)一點”。
并未參與該項研究的(de)丹麥哥(gē)本哈根大(dà)學古生物(wù)學家Matthew Collins說:“我們以爲自己什(shén)麽都懂(dǒng),但後來(lái)得(de)到了(le)更多(duō)的(de)數據,卻發現自己是多(duō)麽的(de)天真。”
世界上的(de)大(dà)多(duō)數人(rén)在童年之後就失去了(le)消化(huà)乳糖的(de)能力。但是在遊牧民族中,故事發生了(le)變化(huà)——文化(huà)和(hé)DNA攜手改變了(le)。
能夠讓人(rén)們在成年後一樣消化(huà)牛奶的(de)基因突變—— 一種被稱爲乳糖酶持續性的(de)能力——給它們的(de)攜帶者帶來(lái)了(le)優勢,使其能夠獲得(de)豐富的(de)、全年的(de)脂肪和(hé)蛋白質來(lái)源。乳制品業在适應環境的(de)同時(shí)也(yě)在蔓延,這(zhè)就解釋了(le)爲什(shén)麽它在歐洲、東非、北(běi)非以及中東的(de)牧民中是如此的(de)普遍。
然而對(duì)世界各地文化(huà)習(xí)俗的(de)進一步觀察對(duì)這(zhè)一觀點提出了(le)挑戰。例如,在現代的(de)蒙古,傳統牧民1/3以上的(de)熱(rè)量來(lái)自于乳制品。他(tā)們爲7種哺乳動物(wù)擠奶,生産各種奶酪、酸奶和(hé)其他(tā)發酵乳制品,包括用(yòng)馬奶制成的(de)酒精。Warinner說:“隻要是你能擠的(de)奶,蒙古人(rén)都能擠。”然而95%的(de)蒙古人(rén)都患有乳糖不耐症。
Warinner于是想要知道奶制品是最近才在蒙古發展起來(lái)的(de),還(hái)是早期蒙古人(rén)有乳糖耐受性,之後在人(rén)口流動中喪失了(le)這(zhè)種能力。這(zhè)一地區(qū)的(de)古人(rén)可(kě)能從顔那亞牧民(大(dà)約有1/3的(de)人(rén)是有乳糖耐受性的(de))身上繼承了(le)這(zhè)種突變。大(dà)約5000年前,顔那亞牧民從歐亞大(dà)陸中部的(de)大(dà)草(cǎo)原向東和(hé)向西遷徙。
爲了(le)找到答(dá)案,Warinner和(hé)她的(de)團隊分(fēn)析了(le)來(lái)自蒙古北(běi)部6個(gè)地點的(de)人(rén)類遺骸,這(zhè)些遺骸屬于鹿石文化(huà),該文化(huà)存在于公元前1300年至公元前900年之間,它修建了(le)用(yòng)立石爲标記的(de)土冢。因爲這(zhè)些遊牧民族很少建造永久性的(de)建築,而且持續的(de)風會刮走土壤以及諸如陶罐碎片和(hé)垃圾之類的(de)遺迹,所以關于其飲食的(de)考古學證據很少。因此,MPI-SHH的(de)研究人(rén)員(yuán)Shevan Wilkin從9個(gè)牧民骨骼中提取了(le)牙結石——一種存在于牙齒上的(de)硬斑塊,并對(duì)其進行了(le)關鍵蛋白質測試。
Warinner說:“牙結石上的(de)蛋白質組學是少有的(de)幾種不需要垃圾箱或爐竈就能夠得(de)到食物(wù)信息的(de)方法之一。”
牙結石從綿羊、山羊和(hé)牛(如牦牛或牛)中得(de)到奶蛋白。然而,對(duì)這(zhè)些牧民的(de)牙齒和(hé)腿骨DNA進行的(de)分(fēn)析顯示,他(tā)們對(duì)乳糖不耐受。研究小組本周在美(měi)國《國家科學院院刊》發表的(de)一篇論文中稱,這(zhè)些牧民隻攜帶了(le)顔那亞人(rén)的(de)DNA痕迹。Collins說:“他(tā)們利用(yòng)這(zhè)些動物(wù)來(lái)生産乳制品,盡管其并不具有乳糖酶持續性。”
乳制品和(hé)DNA之間的(de)脫節并不僅限于蒙古。這(zhè)篇論文的(de)合著者Jessica Hendy最近在土耳其Catalhoyuk的(de)陶罐中發現了(le)牛奶中的(de)蛋白質。Catalhoyuk有9000年的(de)曆史,比乳糖酶存在的(de)時(shí)間早了(le)4000年。“似乎到處都是牛奶蛋白,而我們期待看到的(de)奇妙的(de)文明(míng)進化(huà)并沒有發生。”Collins說。
現代蒙古人(rén)通(tōng)過用(yòng)細菌消化(huà)乳糖來(lái)最終消化(huà)這(zhè)些乳制品——他(tā)們把牛奶變成酸奶和(hé)奶酪,同時(shí)還(hái)有一系列在西方飲食中不存在的(de)乳制品。古代的(de)牧民可(kě)能也(yě)采取了(le)類似的(de)策略。
“控制和(hé)操作微生物(wù)是整個(gè)轉變的(de)核心。”Warinner說,“對(duì)體内和(hé)體外的(de)微生物(wù)有嚴格的(de)控制,這(zhè)使得(de)他(tā)們具有了(le)一種奶制品的(de)文化(huà)。”
曾經認爲乳糖酶的(de)持久性和(hé)乳制品業緊密相連的(de)遺傳學家現在又重新開始研究爲什(shén)麽在一些以奶爲生的(de)人(rén)群中,乳糖酶的(de)适應性是普遍存在的(de),而在另一些群體中,乳糖酶的(de)适應性是完全不存在的(de)。“既然已經有了(le)文化(huà)解決方案,爲什(shén)麽還(hái)會有自然選擇的(de)信号呢(ne)?”并未參與該項研究的(de)德國美(měi)因茨市約翰内斯·古騰堡大(dà)學遺傳學家Joachim Burger問道。
這(zhè)項令人(rén)驚訝的(de)研究結果給了(le)Warinner下(xià)一個(gè)目标——了(le)解蒙古人(rén)和(hé)其他(tā)傳統的(de)乳制品文化(huà)是如何利用(yòng)微生物(wù)來(lái)消化(huà)牛奶,并使乳糖耐受性變得(de)無關緊要的(de),同時(shí)還(hái)要找出數百種細菌中的(de)哪一種會造成這(zhè)樣的(de)差異。
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