

【编者按】 本文揭示了一个震撼基因界的发现:安第斯山脉的原住民因长期以土豆为主食,体内竟进化出独特的“淀粉超级消化基因”。这不仅是人类适应环境的绝佳案例,更印证了“文化塑造生物学”的深刻哲理。从印加帝国的土豆种植到现代秘鲁的基因突变,一场跨越万年的“饮食与进化”对话正在悄然上演。本文经专业翻译与中文爆文重构,保留原始事实与科学严谨性,为你揭开人类基因如何被食物“定制”的神秘面纱。
5月7日:安第斯山脉原住民早在6000至10000年前便驯化了土豆——这种富含淀粉、维生素、矿物质与膳食纤维的块茎,从此成为他们饮食的核心。这些先民随后经历了一场遗传适应,至今仍可在生活在秘鲁的后代身上观察到相关基因特征。
最新基因组研究发现,这些后代——曾兴盛于印加帝国、如今使用克丘亚语的群体——体内存在一种名为AMY1的基因增强现象。该基因参与淀粉消化,对以土豆为主食的人群意义重大。
研究显示,这些人平均携带10份AMY1基因拷贝,比普通人多出2至4份。全球尚未发现其他群体超越此数目。研究还表明,该群体基因变化的起始时间与土豆驯化的开端相吻合。
“这是文化塑造生物学的绝妙案例,”布法罗大学进化与人类遗传学家奥默·戈克库曼表示,他是本周发表于《自然·通讯》杂志的论文资深作者之一。
“这凸显了饮食适应在人类进化史中的重要性,并对代谢、健康及驯化事件对人类生物学的影响具有启示意义,”加州大学洛杉矶分校的人类遗传学家阿比盖尔·比格姆补充道,她同为该研究资深作者。
在分子层面,AMY1基因控制着名为淀粉酶的酵素。该酶存在于唾液中,当人食用富含淀粉的食物时,会在口腔中分解淀粉。基因拷贝数越多,可能产生的酵素量越大。
研究人员表示,这种更高剂量可能有助于更好地代谢高淀粉饮食。淀粉酶还可能调节微生物组——人体内天然微生物的集合——而微生物组会随饮食变化而改变。
乳糖耐受是另一个饮食驱动的进化适应案例,涉及分解牛奶中乳糖的酵素相关基因。
在这项新研究中,研究人员分析了覆盖美洲、欧洲、非洲和亚洲85个群体共3700多人的基因组数据,其中包括秘鲁81名拥有安第斯血统的克丘亚语母语者。
研究人员认为,随时间推移,进化力量似乎偏爱古代安第斯人让AMY1基因额外复制的倾向。
为了使基因变异广泛传播,它可能需要提供某种优势。
“因此,一个假设是:拥有更多AMY1拷贝数的人可能更擅长处理富含淀粉的食物,包括土豆,”布法罗大学博士生、研究共同第一作者卢安·兰多解释道。
“天生携带高AMY1拷贝数的人可能相比未携带者拥有优势,并世代留下更多后代。久而久之,这可以解释为何与高AMY1拷贝数相关的基因版本在今天的安第斯人群中更为常见,”兰多表示。
土豆曾是可靠的食物来源——一种能在这些居民居住的高海拔地区茁壮生长的作物。
“它们是古代安第斯饮食的主要热量来源之一,”布法罗大学博士生、研究共同第一作者肯德拉·谢尔说。
土豆曾是印加粮食供应的核心。16世纪西班牙征服印加帝国后,它被带到欧洲及世界各地。
“其全球性烹饪传播证明了它的广泛受欢迎程度,”比格姆说。
在安第斯高地和秘鲁其他地区的市场上,克丘亚语贩售着种类繁多的土豆,果肉颜色多样,包括紫色、蓝色、红色、金色、白色甚至黑色。
“在秘鲁,大约有3000到4000种不同的土豆,但世界上大多数人只能接触到少数几个品种。因此,事实上存在一个由各种薯条组成的全新世界,”谢尔说。
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