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【天擇確證】歐洲人口消化乳糖基因二千年內演化成主流 飲牛奶或於歐洲帶來生存優勢

2020/9/8 — 22:51

有沒有發覺你飲牛奶後,往往有腸胃氣脹、腹瀉不適的情況?原因是大部分中國人的成年人,都不能消化牛奶中的乳糖;但歐洲人口中,大部分人都能夠消化乳糖。最新研究發現,飲用牛奶可能曾經為歐洲人帶來明顯生存優勢,而且「天擇」 (natural selection) 發生的速度非常快。

最新刊於 Current Biology 的研究指,在青銅時代只有 7.1% 的西歐戰士能消化牛奶乳糖,但不到 2,000 年內,當地人口基因演化,有 60% 人可消化乳糖。

所有人類嬰兒都會產生一種稱為乳糖酶 (lactase) 的酵素,該酵素可分解母乳中的乳糖,但嬰兒斷奶後不久,大部人身體就會停止產生乳糖酶,當成年人食用乳製品時,他們會出現胃痙攣、腸胃氣脹的情況。如今全球約三分一人,主要來自歐洲和北美的人口,遺傳到「乳糖酶持久性」的基因突變,這些人能夠終身繼續消化奶類,從中吸收養份;大部分亞洲及非洲成年人,皆屬「乳糖不耐」,即基因不能產生足夠乳糖酶去消化奶類,歐洲人飲牛奶的「優勢」不一定適用於其他地區的人。

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為了解開「乳糖酶持久性」基因為何在某些區域成為生存優勢受到「天擇」,紐約州立大學石溪分校的團隊首先分析了現代德國東北部托倫瑟 (Tollense) 的戰爭遺址中 14 個陣亡戰士的基因,該個遺址的歷史,相信可追溯至約公元前 1200 年的青銅時代,估計當時有 4,000 人參與該次戰爭。

結果表明,雖然該次戰爭發生在農業革命後的 4,000 多年,當時飼養牛、山羊與綿羊已相當普遍,但在托倫瑟作戰的人中只有極少部分有乳糖酶持久性。令人震驚的是,不足 2000 年的時間,該地區約 60% 人口在中世紀時,已有乳糖酶持久性,到今天中歐人口有乳糖酶持久性的人口比例已達到 70–90%,代表這些人能夠消化乳糖,比其他人多一個攝取養份的途徑 。

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團隊亦有分析東歐和南歐其他青銅時代的人口基因,發現這些人也絕大多數對乳糖不耐。換言之,自青銅時代,引起乳糖酶持久性的基因突變以驚人速度在歐洲人口中傳播,僅在 120 代中就變得非常普遍。

領導研究的人口基因學家 Krishna Veeramah 在聲明中解釋,控制牛奶消化的基因,以難以置信的速度變化。他又指,僅僅擁有這單一基因改變,有消化乳糖能力人,比缺乏消化乳糖能力的人,有後代的機會要高 6% ,這是人類演化中,出現正向天擇的最有力證據。

雖然喝奶的人能存活到成年並傳遞其基因的確切原因尚不清楚,另一位有參與研究的德國人類學家 Joachim Burger 則推測,牛奶可能在艱難時期提供了重要的營養來源。他說:「牛奶是一種高能量、相對未被污染的飲品,在食物短缺或飲用水供應受到污染的情況下,攝入牛奶可能提供更大的生存機會。」

來源:
IFL Science, Lactose Tolerance Spread Through Europe In Just A Few Thousand Years, Though We Aren’t Sure Why, 7 September 2020

報告:
Burger, J., Link, V., Blöcher, J. & et al. (2020). Low Prevalence of Lactase Persistence in Bronze Age Europe Indicates Ongoing Strong Selection over the Last 3,000 Years. Current Biology published 3 September 2020. doi: 10.1016/j.cub.2020.08.033

文/Alan Chiu

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