揭秘母乳背後的驚人奧妙

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世界各地出產的原料乳有九成來自於家養的奶牛;剩餘的那一成主要來源於山羊、水牛、綿羊以及駱駝。我們很少見到有人食用各種馴養和半馴養有蹄類動物的乳汁,比如羊駝、美洲駝、麋鹿、駝鹿、麝牛以及犛牛。

全球乳製品行業年產總計7億噸左右的奶。但是,在這份乳汁供應者的名單中,我們顯然還漏掉了一個物種,那就是我們人類自己。

美國疾病控制與預防中心(CDC)的調查數據顯示,在2013年,超過四分之三的美國父母至少會部分地以母乳來哺育自己的嬰兒。母乳餵養雖然有諸多益處,但是,為成長中的嬰兒提供營養是它首要的功能之一。不過,從營養構成的角度來看,人類的母乳中究竟含有些什麼?它和家養奶牛產出的牛奶有多大的相似性?另外,又有其它哪些動物有可能分泌出與其成分較為接近的乳汁?儘管疑問眾多,但好在如今研究母乳的科學文獻可謂汗牛充棟。

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Image caption 冠海豹的乳汁中含有61%的脂肪,這一點使它成為自然界中能量最為豐富的乳汁之一

所有的哺乳動物都能夠產奶,從諸如鴨嘴獸之類的卵生單孔目動物,到諸如袋鼠和沙袋鼠之類具有育嬰袋的有袋類動物,以及生殖方式更為我們所熟悉的兔子、老虎、河馬、猴子和海豚。但是,由於不同的物種需求不同,生活環境各異,它們的乳汁存在很大的差別:雖然其中所含的成分多半類似,但是各成分的比例卻有差異。

例如,冠海豹生活在北大西洋寒冷的沿海水域。在冠海豹媽媽分娩後,新出生的小冠海豹們要想在如此惡劣的條件下存活下來,就需要在學習游泳和捕食的期間,非常迅速地發育出一個鯨脂層。這就解釋了為什麼脂肪在它們的乳汁中約佔61%,而蛋白質和乳糖的含量卻僅佔5%和1%。為了規避被北極熊捕食的風險,冠海豹們要在不穩定的大冰原上分娩。鑒於這樣的考慮,它們需要在一段很短的窗口期內進行分娩和哺乳。在這短短的四天之內,冠海豹媽媽們每天都必須轉移多達七千克的乳脂給自己的幼崽們。

相形之下,陸生食草動物普遍都不需要在短暫的時間內將盡可能多的能量傳輸給自己的幼仔。相反,這些幼仔的哺乳期長達數周或數月。它們的單次營養攝入量較少,但所獲取的總量大體與其它哺乳動物差不多。這些動物的媽媽們就會根據幼仔的需要而為其哺乳。或許,這就解釋了為什麼黑犀牛的乳汁中只含0.2%的脂肪,也說明了為什麼大猩猩的乳汁中,脂肪含量僅佔到1.5%。

人類的母乳則介於這兩種極端情況之間。並且,在人類——一如任何其它物種——的進化歷程中,它體現出對母親自身及其後代在營養需求方面的權衡取捨。

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Image caption 在乳汁的黏稠度方面,斑馬和人類的乳汁差不多

人類的嬰兒在出生之後,需要一段很長時間的親本養育。這使得他們的母親們能夠分泌出含水量和稀釋度都較高的乳汁。要是人類母乳像冠海豹的乳汁那樣能量密度過高,母親們將難以保有足夠的精力來東奔西跑地照管小孩。因此,人類的母乳中只含有4%的脂肪、1.3%的蛋白質以及7.2%的乳糖,大約90%的要素僅僅是水。

正如人類學家凱蒂·欣德(Katie Hinde)和勞倫·米利根(Lauren Milligan)所闡釋的那樣,事實證明,平原斑馬分泌出的乳汁中含有2.2%的脂肪,1.6%的蛋白質,7%的乳糖,和89%的水,與人類的母乳非常相似。就特別之處而言,這兩種乳汁的水含量高,能量密度低,而且,其能量更多地來自於乳糖而非脂肪。然而,在9500萬年左右的進化歷程中,智人與斑馬是彼此隔絕的。

人類的母乳在進化過程中變得稀淡,很可能是人類嬰兒的發育速度極為緩慢所導致的。反之,斑馬生活在非常乾燥、乾旱的環境中。斑馬媽媽們通過向自己的後代輸送較多的水分,幫助它們靠排汗來充分發揮蒸發制冷的效果。人類的母乳在營養成分上可能和斑馬的乳汁差不多,但兩者是為了適應一系列截然不同的生存挑戰而分別進化而來的。

為了更加全面地了解母乳的演變歷程,奧本大學(Auburn University)的生物學家艾米·L·斯基貝爾(Amy L Skibiel)匯聚並分析了130個不同種類哺乳動物的乳汁成分數據。

她發現,物種之間的親緣關係能對乳汁成分做出最為可靠的預測:儘管偶爾會出現人類與斑馬乳汁成分相近的個例,但總體上,相較於親緣關係較遠的物種,親緣關係相近的物種間更有可能擁有類似的乳汁成分;預測能力緊隨其後的是一個物種花費在母乳餵養上的時間總量。例如,冠海豹的哺乳期僅有四天,這就意味著它們需要高能量的乳汁,而寬吻海豚的哺乳期則長達18個月,情況就截然相反;然後是膳食結構:在乳汁的乳脂含量和蛋白質含量上,老虎等肉食性動物要高於諸如長頸鹿或瞪羚之類的葉食性動物。

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Image caption 生活在距今1.6億年前的合弓綱動物被認為是第一種分泌乳汁動物

當然,這並不是說,斑馬乳汁中的高水含量不能反映出其生活環境的乾旱,而只是說,我們需要將這種模式放到更為廣博漫長的哺乳動物演化歷程中來理解。實際上,既然乳汁是所有哺乳動物共有的特質,乳汁可能早在1.6億年前就出現了。儘管對於哺乳動物的新生幼仔而言,乳汁是重要的營養源,但欣德和米利根指出,研究乳汁原始功能的兩個相互爭鳴的理論都隻字未提乳汁的營養價值。

一種假說認為,乳汁最初是作為增進幼仔免疫系統的工具而出現的。抗體從母體傳入新生幼仔,使其免受母體接觸的病原體的侵擾——但病原體仍然會對新生幼仔構成威脅。另一種的假說則認為,乳汁最初演變成為一種蛋液,這種物質的功能在於令可滲透的蛋及其羊皮紙一樣的殼保持濕潤。剛孵出的扁喙鴨嘴獸的確也會享用母獸的乳汁,但它們是從母獸改道的汗腺中舔食分泌流出的乳汁,而非吮吸母獸的乳頭。

不管乳汁的原始功能是為了提供營養、增強免疫還是保持濕潤,人類都應該感激約1.6億年前一類名為「合弓綱」的卵生原始哺乳動物,因為它們的出現,才有了能幫助你茁壯成長的乳汁。噢,還有你可能已經享用多時的黃油、酸奶、奶酪還有冰淇淋。

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