一杯牛奶強(qiáng)健一個(gè)大陸

　　一個(gè)單核苷酸的基因突變使得古老的歐洲人開始喝牛奶，進(jìn)而為歐洲大陸的一場巨變創(chuàng)造了條件,。

　　在上世紀(jì)70年代,，美國新澤西州普林斯頓大學(xué)的考古學(xué)家Peter Bogucki在波蘭中部的肥沃平原挖掘一處石器時(shí)代的遺址時(shí)，發(fā)現(xiàn)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(nóng)民，他們留下了綴滿小孔的陶瓷的碎片,。

　　回顧考古文獻(xiàn),，Bogucki發(fā)現(xiàn)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(gè)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(dāng)時(shí)的奶酪制作有關(guān),。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(xué)地球化學(xué)家Mlanie 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(fā)現(xiàn)了豐富的乳脂肪,，證據(jù)顯示早期農(nóng)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(fā)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(diào)查是歐洲牛奶歷史研究項(xiàng)目的一部分,。這個(gè)耗資330萬歐元（440萬美元）的項(xiàng)目于2009年啟動(dòng)，很多考古學(xué)家,、化學(xué)家和基因?qū)W家參與其中,。該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)闡明了具有深遠(yuǎn)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(gè)冰河時(shí)期里，基本而言,，牛奶對(duì)于成年人是一種有毒物質(zhì),，因?yàn)楹蛢和煌赡耆梭w內(nèi)無法產(chǎn)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(qū)，農(nóng)業(yè)開始取代狩獵及采集,，牧民開始學(xué)習(xí)如何降低奶制品中的乳糖水平至可以承受的水平——通過發(fā)酵牛奶來制作奶酪或酸奶,。幾千年后，一種基因突變?cè)谡麄€(gè)歐洲悄然發(fā)生,，使得人類體內(nèi)能夠產(chǎn)生乳糖酶,，人們開始喝牛奶。這種對(duì)牛奶的適應(yīng)能力為人類提供了新的營養(yǎng)來源,。

　　這場分為兩步的牛奶革命可能是允許農(nóng)民和牧民從歐洲南部向整個(gè)大陸擴(kuò)散并取代已存在千年的狩獵采集文化的一個(gè)主要因素,。倫敦大學(xué)學(xué)院人口遺傳學(xué)家Mark Thomas說：“從考古學(xué)的角度看，南部人口蔓延至歐洲北部的速度非?？?。”這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(qū)不同,。（其他地區(qū)的人大多可以正常喝牛奶。）

　　強(qiáng)健的胃

　　嬰兒幾乎普遍能產(chǎn)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(guān)閉,。只有35%的人在七八歲之后還能消化乳糖,。約克大學(xué)考古學(xué)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——?jiǎng)×业母篂a（基本上是痢疾）,。我并不是指這會(huì)致命,，但確實(shí)讓人不舒服?！?/p>

　　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(zhì)的形成似乎與乳糖酶基因附近的一個(gè)基因組區(qū)域中的單核苷酸（DNA堿基從胞嘧啶向胸腺嘧啶的轉(zhuǎn)變）相關(guān),。非洲西部,、中東和南亞也存在因突變產(chǎn)生乳糖耐受性的例子。

　　歐洲這種單核苷酸突變發(fā)生的時(shí)間相對(duì)較晚,，Thomas和他的同事通過查看現(xiàn)代人口中的遺傳變異來估算時(shí)間,，并通過計(jì)算機(jī)模擬相關(guān)基因突變是如何在古代人口中發(fā)生并擴(kuò)散的。他們認(rèn)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(xiàn)在廣闊肥沃的匈牙利平原,。

　　強(qiáng)大的基因

　　LP等位基因的出現(xiàn)，是一個(gè)重要的選擇性優(yōu)勢,。2004年的一份研究中,，研究人員估計(jì)，發(fā)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(fā)現(xiàn)基因組中某個(gè)基因有如此強(qiáng)的選擇力量,。”

　　如此重復(fù)選擇幾百代,，這種優(yōu)勢能幫助人類席卷整個(gè)歐洲大陸,，但必須在新鮮牛奶的供應(yīng)量能跟得上的情況下。Thomas說：“這就是基因和文化的共同進(jìn)步,，它們之間相互促進(jìn),。 ”

　　為了調(diào)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(xué)古遺傳學(xué)家Joachim Burger以及約克大學(xué)生物考古學(xué)家Matthew Collins合作,，組織了一個(gè)名為LeCHE的（早期歐洲文化歷史中的乳糖酶持久性）多學(xué)科項(xiàng)目,，這一研究項(xiàng)目會(huì)聚了十幾個(gè)來自歐洲各地的處于事業(yè)起步期的研究人員。

　　在研究人類分子生物學(xué),、考古學(xué)和古陶化學(xué)的過程中,，LeCHE的參與者也希望解決一個(gè)關(guān)鍵的問題——現(xiàn)代歐洲人的起源。Thomas說：“這是考古學(xué)中一個(gè)經(jīng)久不衰的問題：我們究竟是中東農(nóng)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(nóng)業(yè)耕作和畜牧？還是由于基因和技術(shù)的結(jié)合,，涌入的農(nóng)業(yè)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(yè)比歐洲LP等位基因早幾千年出現(xiàn)，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(yàn)證這個(gè)理論，LeCHE研究員在古代陶器上做了化學(xué)測試,。碎片（多孔滲水的泥土）上含有充足的殘留物,，使得科學(xué)家得以區(qū)分在烹調(diào)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(dòng)物,，或是其他動(dòng)物。布里斯托大學(xué)化學(xué)家Richard Evershed說：“這使得我們知道哪種類型的食物正在被烹調(diào),?！?/p>

　　Roffet-Salque針對(duì)波蘭陶器的研究工作提供了明確的證據(jù)：約6800年至7400年前，歐洲牧民開始生產(chǎn)奶酪以補(bǔ)充他們的飲食。到那時(shí)為止,，奶制品已成為新石器時(shí)代飲食的一個(gè)組成部分,，但它還不是經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)部分。

　　隨后的步驟進(jìn)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(xiàn)之后,。Burger研究了古代人類DNA樣本中的突變,，發(fā)現(xiàn)該突變可以追溯到6500年前（發(fā)生在德國北部）。

　　LeCHE項(xiàng)目參與者,、倫敦大學(xué)學(xué)院人口遺傳學(xué)家Pascale Gerbault創(chuàng)建了一個(gè)模型,，解釋該特征是如何傳播的。由于中東地區(qū)的新石器文化遷入歐洲,，他們的農(nóng)業(yè)與牧業(yè)技術(shù)幫助其在與當(dāng)?shù)蒯鳙C采集者的競爭中勝出,。Gerbault說，南方人向北方流動(dòng)的同時(shí),，LP等位基因也隨著移民浪潮擴(kuò)散,。

　　馴服牲畜

　　新石器時(shí)代晚期和青銅時(shí)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(qū)已經(jīng)很普遍,，牧牛已在文化中占據(jù)主導(dǎo)地位,。Burger說：“他們發(fā)現(xiàn)了這樣的生活方式，從中獲取了營養(yǎng)價(jià)值,，于是又增加或加強(qiáng)放牧,。”在許多中歐和北歐的新石器時(shí)代晚期和早期青銅時(shí)代考古遺址中,，動(dòng)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(qū)，為什么牛奶消化能力成為了一種優(yōu)勢,。Thomas認(rèn)為,，隨著人們遷往北方，牛奶成為了應(yīng)對(duì)饑荒的食物,。奶制品能夠在更寒冷的天氣中貯存更長時(shí)間,，提供豐富的能量來源，且不受植物生長季節(jié)和糧食欠收的支配,。

　　其他人認(rèn)為,，在北方，牛奶可能對(duì)當(dāng)?shù)厝擞绕溆袔椭?。因?yàn)榕Ｄ讨懈缓鄬?duì)高濃度的維生素D,，這種營養(yǎng)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(guān)于維生素D發(fā)揮作用的說法遭到了懷疑。

　　對(duì)于如何用一系列交叉學(xué)科的方法回答考古學(xué)上的難題,，LeCHE項(xiàng)目提供了一個(gè)典范,。并未參與該研究的倫敦大學(xué)皇家霍洛威學(xué)院古遺傳學(xué)家Ian Barnes說：“考古學(xué)、古人類學(xué),、古DNA和現(xiàn)代DNA,、化學(xué)分析全部集中在一個(gè)問題上。其他飲食習(xí)慣的改變都能用這種方式進(jìn)行研究,?！保ǘ戊т梗?/p>