根據一項新的研究，現代人類對碳水化合物的長期熱愛可能早於我們作為一個物種的存在。
曾經盛行的關於古代人類以猛獁象牛排和其他大塊肉類為食的刻板印象，助長了這樣一種觀念，即高蛋白飲食對於大腦的發育是必要的。
但近年來的考古證據挑戰了這一觀點，表明人類很早就養成了對碳水化合物的渴望，烤制塊莖和其他富含澱粉的食物，這已通過分析牙齒中的細菌而被檢測到。
周四發表在《科學》雜誌上的新研究提供了早期富含碳水化合物飲食的第一個遺傳證據。科學家們追蹤了一種基因的演化，該基因使人類能夠更輕鬆地消化澱粉，將其分解為我們身體可以用於能量的單糖。該研究表明，這些基因的複製甚至可以追溯到數十萬年前，遠在我們的物種智人甚至尼安德特人作為不同的譜系出現之前。
位於康涅狄格州法明頓的傑克遜實驗室和紐約州布法羅大學的研究人員分析了 68 名古代人類的基因組。研究小組重點研究了一種名為 AMY1 的基因，該基因允許人類通過產生澱粉酶來識別並開始分解複雜的碳水化合物澱粉。沒有澱粉酶，人類將無法消化馬鈴薯、意大利麵、米飯或麵包等食物。
今天的人類有多個這種基因的拷貝，數量因人而異。然而，對於遺傳學家來說，拼湊出這些基因的數量如何以及何時擴張一直很棘手——這反映了食用澱粉何時可能對人類健康變得有利。
「我們試圖回答的主要問題是，這種複製何時發生？這就是我們開始研究古代基因組的原因，」該研究的第一作者、傑克遜實驗室的副計算科學家 Feyza Yilmaz 說。
「以前的研究表明，AMY1 拷貝數與我們唾液中釋放的澱粉酶數量之間存在相關性。我們想了解它是否與農業的出現相吻合。這是……一個熱門問題，」她說。
遺傳機會
該團隊發現，早在 45,000 年前，狩獵採集者——其生活方式先於農業——平均擁有 4 到 8 個 AMY1 拷貝，這表明智人在馴化農作物塑造人類飲食之前就對澱粉產生了興趣。
該研究還發現，尼安德特人和丹尼索瓦人的基因組中也存在 AMY1 基因的複製，丹尼索瓦人是 2010 年首次發現的已滅絕的人類，人們對其知之甚少。根據該研究，在三個人類物種中存在多個基因拷貝表明，這是一種由共同祖先共享的特徵，早於不同譜系的出現。
這一發現意味著遠在 800,000 年前，遠古人類就擁有多個 AMY1 拷貝。
目前尚不清楚 AMY1 的初始複製的確切時間，但它可能發生在隨機事件中。擁有不止一個副本的存在創造了一個遺傳機會，為人類提供了適應新飲食的優勢，尤其是富含澱粉的飲食，因為他們遇到了不同的環境。
該分析還表明，在過去的 4,000 年中，一個人攜帶的 AMY1 拷貝數量急劇增加——可能受到自然選擇的青睞，因為人類適應了由從狩獵採集者生活方式向農業和穀物種植的轉變而產生的富含澱粉的飲食。
該研究「提供了令人信服的證據」，證明了將難以消化的澱粉轉化為易於吸收的糖的分子機制如何在人類中進化，阿肯色大學人類學系助理教授 Taylor Hermes 說，他沒有參與這項研究。
他指出，更重要的是，新研究支持了新興理論，即碳水化合物而不是蛋白質提供了人類大腦隨著時間推移而增大的必要能量提升。
Hermes 說：「作者發現澱粉酶基因拷貝數的增加導致分解澱粉的能力增強，這可能在尼安德特人或丹尼索瓦人出現之前數十萬年就已經出現，這更支持了澱粉被代謝成簡單糖分以促進人類進化過程中大腦快速發育的想法。」
Hermes 補充說：「雖然我認為需要對更高質量的古代人類基因組進行更多測試，但我很驚訝作者能夠在先前發表的尼安德特人和丹尼索瓦人基因組中檢測到多個澱粉酶基因拷貝。」這表明繼續挖掘我們人類祖先的基因組以獲得重要的醫學和生理記錄的價值。
了解個體基因如何隨時間在人群中變化具有挑戰性，而該研究「非常令人印象深刻」，哈佛大學社會科學和人類學 John L. Loeb 副教授 Christina Warinner 說。
Warinner 沒有參與這項研究，他說：「我們知道飲食的轉變在人類進化中發揮了核心作用……但重建這些發生在數千年、數十萬年甚至數百萬年前的事件是一項艱鉅的任務。」
「這項研究的基因組偵探工作正在幫助最終確定其中一些重大里程碑的時間戳，並且它揭示了人類與澱粉之間的長期愛情的誘人線索。」