原文作者：Ewen Callaway

一項里程碑式研究，首次嘗試量化了乳糖耐受性的演化過程。

歐洲人開始養殖乳畜的時間，遠遠早于他們多數人演化出在成年后飲用乳汁而不生病的能力——早了幾千年。現在，研究者認為他們發現了原因：乳糖耐受性帶來的益處只有在間或發生的饑荒和疾病流行期間才足以影響演化，這解釋了該性狀的廣布為何需要幾千年的時間 [ 1 ] 。

這一理論背后的研究分析了數千陶片和幾百個古人類基因組，并做了復雜建模，它解釋了為什么消化動物奶的能力在現代歐洲人中間如此普遍，在早期奶農身上卻幾乎不存在。這個被稱作乳糖酶持續表達的能力，源自一種能夠分解乳糖的酶，它的活性通常在幼兒斷奶后就會失去。

早在人類能飲用動物奶而不生病之前數千年，歐洲就已經出現了乳畜養殖。來源：Angel Garcia/Bloomberg/Getty

這項研究于 7 月 27 日發表在《自然》上。瑞士蘇黎世大學的分子考古學家 Shevan Wilkin 說，這是首次嘗試量化塑造該性狀的演化力量。" 乳糖酶持續表達的演化比我們以為的要復雜得多。"

自然選擇

世界各地的古代人群消化動物奶的能力是獨立演化的。研究人員已經找到了對應該性狀的基因變異，它使細胞產生大量乳糖酶。多數歐洲祖源的人身上帶有這一變異，這是自然選擇作用于人類基因組最有力的例子之一。

然而，科學家一直難以解釋是什么樣的力量推動了歐洲普遍存在的乳糖酶持續表達演化。很多人假設，只有在以前的人類開始經常食用乳制品之后，這樣的變異才變得有益。而根據另一頗具影響力的理論，早期奶牛、山羊和綿羊（在大約 1-1.2 萬年前被馴養）主要為肉用，數千年后，人們才開始飲用它們產的奶。

但 Richard Evershed（最新這項研究的共同領導者，英國布里斯托大學生物地球化學家）及其團隊，在古代陶片（年代在人類開始馴養動物之初）上發現了殘留的乳脂。與此同時，古基因組學研究顯示，這些早期畜牧者對乳糖并不耐受，直到 5000-4000 年前的青銅時代以后，對動物奶的耐受性才開始在歐洲變得普遍起來。

為找出讓歐洲人消化動物奶的可能演化力量，Evershed 和他在布里斯托大學的兩位同事——化學家 Mélanie Roffet-Salque 與流行病學家 George Davey Smith，以及英國倫敦大學學院的演化遺傳學家 Mark Thomas 帶領研究團隊，整理了考古學和基因組數據。其后，藉由 1700 多個古代歐亞人的基因組，他們建模分析了各類因素，諸如奶類使用和人群規模等，如何解釋乳糖酶持續表達之崛起。

團隊發現，乳糖耐受性突增與奶類消耗量增加幾乎不重合。這是通過來自歐洲各地 550 多個考古遺址、約 13000 塊陶片上殘留的乳脂作出的推斷。" 過去所有關于乳糖酶持續表達的自然選擇優勢的假說，都與攝入奶類的程度掛鉤。"Thomas 說，因為它們假定，飲用動物奶而不難受，會帶來營養上的好處。

另有解釋

既然這個觀點行不通，研究人員考察了現代歐洲人的乳糖耐受性與飲用牛奶的聯系。英國生物樣本庫儲存了 50 萬英國人的健康和基因組數據，研究者從中發現，奶類消耗量與乳糖耐受性之間幾乎不存在相關——樣本庫中 92% 的乳糖不耐者喜歡鮮奶甚于其他替代品。而且，乳糖耐受性也沒有表現出明顯的健康或生育能力上的益處（這可能會推動自然選擇）。

Thomas 認為，這些結果表明，對大多數乳糖不耐者而言，如今喝牛奶的代價并不高，在古時候可能也一樣。" 如果你身體健康，你會有點拉肚子、會腹痛、放很多屁。不太舒服，但死不了。"

但研究團隊提出，很久以前那些因饑荒或感染而健康狀況欠佳的乳糖不耐者，他們喝動物奶的后果要嚴重得多。腹瀉導致的體液流失，會促成由營養不良和感染導致的死亡，尤其是在衛生狀況糟糕的地方。團隊的模型還發現，較之暴露于其它風險因素下的古代人群，乳糖酶持續表達更可能出現在受到動物病原體和饑荒威脅的人群中。

團隊還提出，在這樣的時期里，針對乳糖耐受性的自然選擇壓力陡增。相對那些擁有突然變有用的基因變異的人，乳糖不耐者死亡的可能性更高。

尚待研究

" 他們是對的嗎？我不知道，這很難講。"Wilkin 說。在艱難時世，即便人們沒有死于乳糖不耐受本身的作用，這也可能讓他們的生育能力弱于那些能消化動物奶的人，那樣，乳糖酶持續表達這個性狀就會 " 開枝散葉 "。但是，她不確定這個說法完全解釋了該性狀在早期務農者和一些青銅時代的奶農身上的缺失（或極為罕見），這些人群一定也曾暴露于饑荒與感染的風險之下。

美國哈佛大學的分子考古學家 Christina Warinner 認為，最這項研究為過去十年來逐漸浮現的全景提供了證據和數字。" 現在我們大概知道該從何處著手了。" 其中的一個重點應當是來自中世紀和鐵器時代（3000-1000 年前）的古代人類基因組及其它考古學數據，當時歐洲人乳糖耐受的水平有了顯著的提高。

Wilkin 希望，這項研究還能鼓勵研究者們重新評估歐洲以外地區乳糖酶持續表達的演化——例如發生過數次演化的非洲，以及中亞和中東地區。研究人員還需要更好地了解乳畜業與乳汁消費如何廣布于蒙古草原這樣的地方，這些地方的乳糖耐受一直不普遍。" 我真心希望，這類雄心勃勃的大規模研究可以促使人們開始探究這些問題。" 她說。