“喝牛奶”引发人类进化革命

　　20世纪70年代，考古学家Peter Bogucki在挖掘波兰中部平原一个石器时代遗址时，发现了许多各式各样的奇特文物。大约7000年前生活在这里的，是欧洲中部的第一批农民，他们遗留下来的陶器碎片上有许多细微小孔。考古文献中也曾出现过关于这种陶器的记录。

　　Bogucki现在在新泽西州的普林斯顿大学工作，他曾在一个朋友家里见过类似的东西，朋友用它制作奶酪。因此他推测，这些带孔的古陶器可能与当时的奶酪制作有关系。但是当时他并没有办法验证自己的想法。

　　这些神秘的陶片随后被封存起来，直到2011年Mélanie Roffet-Salque把它们拿出来，分析了保存在粘土上的脂肪残留物。英国布里斯托大学的化学专家Roffet-Salque在碎片上找到了丰富的乳脂肪，这说明，在早期农民已经在使用陶制筛子来分离固体脂肪乳和液体乳清。这使得波兰文物成为了世界上已知的奶酪制作的最早物证。

　　Roffet-Salque的研究是欧洲牛奶历史研究项目的一部分，该项目于2009年启动，许多考古学家、化学家和遗传学家参与其中。这些发现对乳制品决定欧洲大陆人类起源的研究产生了深远影响。

　　在最近的一个冰河时期里，牛奶对于成年人来说简直就是毒药。不同于儿童，他们无法产生分解牛奶乳糖所需的乳糖酶。但当养殖替代了11000年前的原始狩猎和采集后，牧民们学会了通过发酵制造奶酪或酸奶，将奶制品中的乳糖成分降低到可以接受的水平。又过了几千年，一个基因突变在整个欧洲悄然发生，它使得人们能够产生乳糖酶并开始喝牛奶。这种对牛奶的适应能力为人类提供了新的营养来源。

　　这场“牛奶革命”至此就能允许农牧民从欧洲南部向整个大陆扩散并定居繁衍，与此同时，狩猎文化也被农业和畜牧取代。伦敦大学的遗传学家Mark Thomas表示，从考古的角度来看，南部人口蔓延至欧洲北部的速度非常之快。欧洲的这个移民潮与世界其他地方不同，如今大多数人可以饮用牛奶的事实，使得这次移民潮拥有了难以被磨灭的印记。

　　强健的胃

　　人类在孩童时期几乎都可以产生乳糖酶来消化母乳中的乳糖。但是，当他们逐渐成熟，大部分乳糖酶基因被关闭。只有35%的人在七、八岁之后仍然能消化乳糖。“如果你有乳糖不耐症，喝半品脱牛奶就会有不适感，例如痢疾腹泻。”英国约克大学的考古学家Oliver Craig说，“我不是说这会致命，但是相当难受。”

　　保留了牛奶消化能力人群的祖先，可以追溯到欧洲，他们这种特质的形成似乎与乳糖酶基因附近区域中的一个DNA碱基从胞嘧啶向胸腺嘧啶的转变相关。非洲西部、中东和南亚也存在一些由突变产生乳糖耐受能力的案例。

　　欧洲这种单核苷酸突变的发生时间相对较晚，Thomas和他的同事们通过计算机模拟，提出控制乳糖酶持久性的LP等位基因大约在7500年前出现于广阔的匈牙利平原。

　　强大的基因

　　LP 等位基因的出现，是一个重要的选择性优势。在2004年的研究中，研究人员估计发生基因突变的人群要比没有LP等位基因的人群所生育的后代多出19%。研究人员称“至今还没看到基因组中哪个基因有这么强的选择力量”。如此重复选择几百代，这种优势就可以帮助人类进驻整个欧洲大陆，但前提是牛奶的供应量能跟得上。这就是基因和文明的共同进步，它们之间能够相互促进。

　　为了调查这个“人类进化与人类文明互作”的历史课题，Thomas和德国美因茨大学的Joachim Burger以及约克大学的Matthew Collins联手组织了一个多学科的项目(LeCHE，乳糖酶持久性与早期的欧洲文化历史)，这一研究项目汇聚了十几个来自欧洲各地研究人员。在研究人类分子生物学、考古学和古陶化学的过程中，LeCHE的参与人员也希望能够解决现代欧洲人的起源问题。

　　“这是一个经久不衰的问题——我们究竟是中东农民还是原住狩猎者的后代,”Thomas说。是欧洲原住人口在务农或放牧引起的进化? 还是涌入的农业殖民者带来的新基因?

　　考古遗址发现的动物骨骼为人们的疑惑提供了一些答案。如果养牛是为了产奶，那么一般情况下牛犊在出生之前就会被杀掉以便母牛能一直产奶。但是考古发现当时养牛是为了肉类，因为牛在被屠宰的时候已经达到成年体型。乳业大概是人们开始捕捉并饲养反刍动物之后开始的。

　　在此基础上，LeCHE参与者、法国国家自然历史博物馆的Jean-Denis Vigne表示，中东的乳制品业起源可以追溯到10500年前人类最初始驯养动物之时。从那时开始，农业取代原始狩猎成为了社会经济的基础。动物骨骼的生长情况暗示，两千年前，农业从安纳托利亚蔓延到欧洲北部，乳业遵循类似的模式。

　　研究人员还发现新石器时代遗址中的驯养牛与中东牛亲缘关系最近,而非本土野生得欧洲野牛。这是一个强烈的迹象，表明牲畜又迁徙的牧民带入，而非当地驯养。此外，研究中的古人类DNA与现代欧洲中部人DNA相同位点很少，这也说明新石器时代的欧洲农民并不是狩猎原住民的后裔。

　　牛奶还是肉?

　　鉴于中东的乳业先于欧洲LP等位基因几千年出现，古代牧民必须找到方法，以减少牛奶中的乳糖浓度，他们很可能通过制作奶酪或酸奶来实现这一目的。

　　为了验证这一理论，LeCHE研究员对古代陶器做了化学测试。碎片上含有足够的残留物使得科学家能够区分烹调过程中的脂肪类型：无论是从肉类或奶类，还是来源于某种反刍动物，如牛、绵羊和山羊。

　　Roffet-Salque的工作提供了明确的证据：大约6800到7400年前，欧洲牧民开始进行奶酪生产以补充他们的饮食。届时，乳品已成为新石器时代的饮食的一个组成部分，但它还不是经济的主导部分。

　　随后的过程发生的非常缓慢，这伴随着乳糖耐受性的传播。当时LP等位基因在人群中并不存在，直到它第一次出现:该突变可以追溯到6500年前。LeCHE项目参与者、伦敦大学的Pascale Gerbault创建了一个模型，解释该性状如何传播。由于中东地区的新石器文化迁入欧洲，他们的农牧技术帮助他们在与当地猎人的竞争中胜出。南方人向北方涌动，LP等位基因随移民浪潮扩散。

　　随着农业的向西和向北的扩展，人类社会进入新的领域，乳糖酶持久性人群拥有了很大的选择性优势，人口不断增长，等位基因频率增加。

　　这种模式影响至今，在欧洲南部的希腊和土耳其，乳糖酶持久性人群比例低于40%。而在英国和斯堪的纳维亚半岛，90%以上的成年人能够消化牛奶。

　　牲畜驯化

　　大约5000年前，LP等位基因在欧洲北部和中部已较为常见，在那里牧牛已成为主流文化的一部分。“他们发现了这样的生活方式后，从中得到了营养和好处，于是又增加或加强放牧，” Burger说。在同时期的考古记录中，欧洲中部和北部的动物骨头中牛骨记载超过三分之二。

　　但为何牛奶消化能力在这些地区成为了自然选择优势一直困扰着研究人员。Thomas认为，随着人们北迁，牛奶成为了应对饥荒的食物，在粮食短缺时期它成为人们的能量来源。

　　而其他一些人则认为，在北方，牛奶可能对当地人尤其有帮助。人体自然合成维生素D只有在阳光下方能进行，而北方人在冬季缺乏阳光，因此富含维生素D的牛奶可以帮助抵御疾病如佝偻病。但是乳糖酶持久性也在阳光明媚的西班牙深深扎根，因此这一说法受到了人们的质疑。

　　LeCHE项目是综合各种学科和工具解决问题的典范。考古学、古人类学、古DNA和现代的DNA、化学分析全部集中在一个问题上。人类许多饮食习惯的变革，都可以用这种方式进行研究。

　　目前，LeCHE的参与者正在乘着时光机回到第一批农牧民进驻欧洲大陆之时，探索他们是如何开辟生活道路的。Burger, Thomas和其他合作者将利用今年夏天，利用计算机模型和古DNA分析方法，希望能更好地了解早期抵达欧洲的人们。