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世界上大多数人在童年后就失去了消化乳糖的能力

导读3000多年前,成群的马、羊、牛或牦牛在蒙古大草原上游荡。他们的人类照顾者以这些动物为食,并把它们和自己一起埋葬以纪念它们。现在,对古

3000多年前,成群的马、羊、牛或牦牛在蒙古大草原上游荡。他们的人类照顾者以这些动物为食,并把它们和自己一起埋葬以纪念它们。现在,对古代牙齿沉积物的尖端分析表明,早期蒙古人也挤奶。这似乎并不奇怪。然而,对同一批老年人的DNA分析表明,这些人成年后缺乏消化乳糖的能力,而乳糖是牛奶中的关键糖。

这些发现提出了一个难题,并挑战了一个关于乳糖耐受性如何进化的常见故事。德国耶拿马克斯普朗克研究所MPI-SHH的Christina Warinner从其他研究中表示,“我们现在知道,乳糖酶出现之前,乳制品行业已经存在了4000年,蒙古向我们展示了这一点”。

丹麦哥本哈根大学的古生物学家马修柯林斯(Matthew Collins)没有参与这项研究,他说:“我们以为自己什么都知道,但后来我们得到了更多的数据,却发现自己有多天真。”

世界上大多数人在童年后就失去了消化乳糖的能力。但在游牧民族中,情况已经发生了变化。——文化和DNA已经携手改变。

基因突变——使人们能够像成年人一样消化牛奶,这种能力被称为乳糖酶持久性3354,给他们的携带者带来了优势,使他们能够全年获得丰富的脂肪和蛋白质来源。乳制品行业在适应环境的同时也在扩张,这也解释了为什么它在欧洲、东非、北非和中东的牧民中如此普遍。

然而,对世界各地文化习俗的进一步观察挑战了这一观点。例如,在现代蒙古,传统牧民超过三分之一的热量来自乳制品。他们给七种哺乳动物挤奶,生产各种奶酪、酸奶和其他发酵乳制品,包括用马奶制成的酒精。Warinner说:“只要能奶,蒙古人就能奶。”然而,95%的蒙古人患有乳糖不耐受症。

Warinner随后想知道乳制品是不是最近才在蒙古发展起来的,或者早期蒙古人是否有乳糖耐受性,然后在人口流动中失去了这种能力。这一带的古人可能是从Yannaya牧民那里遗传了这种突变(大约三分之一的人有乳糖耐受性)。大约5000年前,Yannaya牧民从欧亚中部的大草原向东西迁移。

为了找到答案,Warinner和她的团队分析了蒙古北部六个地点的人类遗骸,这些遗骸属于鹿石文化,存在于公元前1300年至公元前900年之间,并建造了用立石标记的土堆。由于这些游牧民族很少建造永久性建筑,持续的风吹走了土壤和其他遗迹,如陶器碎片和垃圾,因此关于他们饮食的考古证据很少。因此,MPI-SHH的研究员Shevan Wilkin从9名牧民的骨骼中提取出牙齿上的硬斑——牙结石——,并对其进行了关键蛋白检测。

Warinner说:“牙结石上的蛋白质组学是少数不用垃圾箱或炉子就能获取食物信息的方法之一。”

牙结石乳蛋白来源于绵羊、山羊和牛(如牦牛或牛)。然而,对这些牧民牙齿和腿骨的DNA分析表明,他们是乳糖不耐受者。在本周发表于美国《国家科学院院刊》的一篇论文中,研究团队表示,这些牧民只携带了雅人的DNA痕迹。柯林斯说:“他们用这些动物生产乳制品,尽管它们不具备乳糖酶的可持续性。”

乳制品和DNA的脱节并不仅限于蒙古。这篇论文的合著者杰西卡亨迪最近在土耳其加泰罗尼亚的一个陶罐中发现了牛奶中的蛋白质。Catalhoyuk有9000年的历史,比乳糖酶早4000年。“牛奶蛋白似乎无处不在,我们期待的奇妙文明进化并没有发生。”柯林斯说。

现代蒙古人最终通过细菌消化乳糖来消化这些乳制品。——他们把牛奶变成酸奶和奶酪,以及一系列西方饮食中不存在的乳制品。古代牧民可能也采取了类似的策略。

"控制和操作微生物是整个转化的核心."Warinner说,“对体内和体外的微生物都有严格的控制,这让他们有了乳制品的文化。”

曾经认为乳糖酶的持久性与乳制品行业密切相关的遗传学家,现在又开始研究为什么乳糖酶的适应性在一些以牛奶为生的人群中普遍存在,而在其他人群中却完全不存在。“既然有了文化解决方案,为什么还会有自然选择的信号?”德国美因茨约翰内斯古腾堡大学的遗传学家约阿希姆伯格没有参与这项研究,他问道。

这个令人惊讶的研究结果给了Warinner3354下一个目标:了解蒙古人和其他传统乳制品文化是如何利用微生物消化牛奶并使乳糖耐受性变得无关紧要的,并找出数百种细菌中的哪一种会导致这种差异。

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