


从酥脆的薯条到脆皮的酸面包,碳水化合物是人类饮食中不可或缺的(也是美味的)一部分。
但是为什么我们喜欢这些淀粉和糖的食物呢?根据周四发表在《科学》杂志上的一项新研究,答案可能就在我们的DNA中。
科学家们发现,人类消化碳水化合物能力的基因基础可以追溯到80多万年前,远远早于农业的出现,比之前认为的要早得多。
这一发现为我们以狩猎采集为生的祖先的饮食和生活方式提出了新的问题。科学家表示,这也挑战了长期以来人们认为富含蛋白质的饮食是人类大脑体积增大的原因。也许是碳水化合物,而不是肉类,给人类提供了发育更大大脑所需的能量。
“我们知道饮食的变化在人类进化中发挥了核心作用……但是重建这些发生在数千年,数十万年甚至数百万年前的事件是令人生畏的,”哈佛大学的人类学家克里斯蒂娜·沃纳特(Christina Warinner)对CNN的凯蒂·亨特(Katie Hunt)说,她没有参与这项研究。“这项研究的基因组探测有助于最终确定一些重要里程碑的时间戳,它揭示了人类与淀粉的长期爱情的诱人线索。”
研究人员研究了68位古人类的基因组,其中一位生活在4.5万年前。更具体地说,他们专注于一种名为AMY1的基因,该基因负责淀粉酶的产生。
从淀粉类食物进入口腔的那一刻起,淀粉酶就帮助人类消化复杂的碳水化合物。淀粉酶在唾液腺和胰腺中产生,这也是为什么像面包这样的无糖碳水化合物有时尝起来很甜的原因。
今天的现代人在他们的dna中有不同数量的淀粉酶基因——有些人在每条染色体上有多达11个AMY1拷贝。这些拷贝似乎是人类特有的:例如,黑猩猩也会产生淀粉酶,但它们只有一个基因拷贝。
当研究小组研究古人类DNA时,他们发现狩猎采集者平均已经有4到8个AMY1拷贝,即使我们的物种还没有发展出农业。尼安德特人和丹尼索瓦人是人类的早期亲戚,他们也有重复的AMY1基因。
这些发现表明,AMY1的拷贝可以追溯到大约80万年前的一个共同祖先,在这三个物种彼此分离之前。但是,为什么以食肉为主的早期人类会有淀粉酶基因呢?也许他们除了吃肉,还吃淀粉类食物。或者AMY1基因是随机产生的,根本没有任何作用。据NBC新闻的艾瑞亚·本迪克斯报道,科学家们仍然不确定原因。
上个月发表在《自然》杂志上的另一项最新研究发现,在过去的12000年里,人类DNA中AMY1的平均拷贝数增加了——这与人类开始驯化和种植作物的时间相对应,其中许多是淀粉类谷物和块茎。
这一发现似乎表明,拥有更多的AMY1拷贝给了农业人类某种优势,有助于提高他们的生存机会。但科学家们不确定这种优势是什么。一种可能是淀粉酶不仅仅是启动碳水化合物的消化——也许它还能帮助人体从碳水化合物中提取更多的能量,这在食物短缺的时候是很有用的。
例如,在饥荒期间,产生更多的淀粉酶可能是一个“生死攸关的问题”,布法罗大学的遗传学家、《科学》研究的合著者奥默·戈克库门对《纽约时报》的卡尔·齐默说。