揭秘母乳背后的惊人奥妙

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世界各地出产的原料乳有九成来自于家养的奶牛;剩余的那一成主要来源于山羊、水牛、绵羊以及骆驼。我们很少见到有人食用各种驯养和半驯养有蹄类动物的乳汁,比如羊驼、美洲驼、麋鹿、驼鹿、麝牛以及牦牛。

全球乳制品行业年产总计7亿吨左右的奶。但是,在这份乳汁供应者的名单中,我们显然还漏掉了一个物种,那就是我们人类自己。

美国疾病控制与预防中心(CDC)的调查数据显示,在2013年,超过四分之三的美国父母至少会部分地以母乳来哺育自己的婴儿。母乳喂养虽然有诸多益处,但是,为成长中的婴儿提供营养是它首要的功能之一。不过,从营养构成的角度来看,人类的母乳中究竟含有些什么?它和家养奶牛产出的牛奶有多大的相似性?另外,又有其它哪些动物有可能分泌出与其成分较为接近的乳汁?尽管疑问众多,但好在如今研究母乳的科学文献可谓汗牛充栋。

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Image caption 冠海豹的乳汁中含有61%的脂肪,这一点使它成为自然界中能量最为丰富的乳汁之一

所有的哺乳动物都能够产奶,从诸如鸭嘴兽之类的卵生单孔目动物,到诸如袋鼠和沙袋鼠之类具有育婴袋的有袋类动物,以及生殖方式更为我们所熟悉的兔子、老虎、河马、猴子和海豚。但是,由于不同的物种需求不同,生活环境各异,它们的乳汁存在很大的差别:虽然其中所含的成分多半类似,但是各成分的比例却有差异。

例如,冠海豹生活在北大西洋寒冷的沿海水域。在冠海豹妈妈分娩后,新出生的小冠海豹们要想在如此恶劣的条件下存活下来,就需要在学习游泳和捕食的期间,非常迅速地发育出一个鲸脂层。这就解释了为什么脂肪在它们的乳汁中约占61%,而蛋白质和乳糖的含量却仅占5%和1%。为了规避被北极熊捕食的风险,冠海豹们要在不稳定的大冰原上分娩。鉴于这样的考虑,它们需要在一段很短的窗口期内进行分娩和哺乳。在这短短的四天之内,冠海豹妈妈们每天都必须转移多达七千克的乳脂给自己的幼崽们。

相形之下,陆生食草动物普遍都不需要在短暂的时间内将尽可能多的能量传输给自己的幼仔。相反,这些幼仔的哺乳期长达数周或数月。它们的单次营养摄入量较少,但所获取的总量大体与其它哺乳动物差不多。这些动物的妈妈们就会根据幼仔的需要而为其哺乳。或许,这就解释了为什么黑犀牛的乳汁中只含0.2%的脂肪,也说明了为什么大猩猩的乳汁中,脂肪含量仅占到1.5%。

人类的母乳则介于这两种极端情况之间。并且,在人类——一如任何其它物种——的进化历程中,它体现出对母亲自身及其后代在营养需求方面的权衡取舍。

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Image caption 在乳汁的黏稠度方面,斑马和人类的乳汁差不多

人类的婴儿在出生之后,需要一段很长时间的亲本养育。这使得他们的母亲们能够分泌出含水量和稀释度都较高的乳汁。要是人类母乳像冠海豹的乳汁那样能量密度过高,母亲们将难以保有足够的精力来东奔西跑地照管小孩。因此,人类的母乳中只含有4%的脂肪、1.3%的蛋白质以及7.2%的乳糖,大约90%的要素仅仅是水。

正如人类学家凯蒂·欣德(Katie Hinde)和劳伦·米利根(Lauren Milligan)所阐释的那样,事实证明,平原斑马分泌出的乳汁中含有2.2%的脂肪,1.6%的蛋白质,7%的乳糖,和89%的水,与人类的母乳非常相似。就特别之处而言,这两种乳汁的水含量高,能量密度低,而且,其能量更多地来自于乳糖而非脂肪。然而,在9500万年左右的进化历程中,智人与斑马是彼此隔绝的。

人类的母乳在进化过程中变得稀淡,很可能是人类婴儿的发育速度极为缓慢所导致的。反之,斑马生活在非常干燥、干旱的环境中。斑马妈妈们通过向自己的后代输送较多的水分,帮助它们靠排汗来充分发挥蒸发制冷的效果。人类的母乳在营养成分上可能和斑马的乳汁差不多,但两者是为了适应一系列截然不同的生存挑战而分别进化而来的。

为了更加全面地了解母乳的演变历程,奥本大学(Auburn University)的生物学家艾米·L·斯基贝尔(Amy L Skibiel)汇聚并分析了130个不同种类哺乳动物的乳汁成分数据。

她发现,物种之间的亲缘关系能对乳汁成分做出最为可靠的预测:尽管偶尔会出现人类与斑马乳汁成分相近的个例,但总体上,相较于亲缘关系较远的物种,亲缘关系相近的物种间更有可能拥有类似的乳汁成分;预测能力紧随其后的是一个物种花费在母乳喂养上的时间总量。例如,冠海豹的哺乳期仅有四天,这就意味着它们需要高能量的乳汁,而宽吻海豚的哺乳期则长达18个月,情况就截然相反;然后是膳食结构:在乳汁的乳脂含量和蛋白质含量上,老虎等肉食性动物要高于诸如长颈鹿或瞪羚之类的叶食性动物。

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Image caption 生活在距今1.6亿年前的合弓纲动物被认为是第一种分泌乳汁动物

当然,这并不是说,斑马乳汁中的高水含量不能反映出其生活环境的干旱,而只是说,我们需要将这种模式放到更为广博漫长的哺乳动物演化历程中来理解。实际上,既然乳汁是所有哺乳动物共有的特质,乳汁可能早在1.6亿年前就出现了。尽管对于哺乳动物的新生幼仔而言,乳汁是重要的营养源,但欣德和米利根指出,研究乳汁原始功能的两个相互争鸣的理论都只字未提乳汁的营养价值。

一种假说认为,乳汁最初是作为增进幼仔免疫系统的工具而出现的。抗体从母体传入新生幼仔,使其免受母体接触的病原体的侵扰——但病原体仍然会对新生幼仔构成威胁。另一种的假说则认为,乳汁最初演变成为一种蛋液,这种物质的功能在于令可渗透的蛋及其羊皮纸一样的壳保持湿润。刚孵出的扁喙鸭嘴兽的确也会享用母兽的乳汁,但它们是从母兽改道的汗腺中舔食分泌流出的乳汁,而非吮吸母兽的乳头。

不管乳汁的原始功能是为了提供营养、增强免疫还是保持湿润,人类都应该感激约1.6亿年前一类名为“合弓纲”的卵生原始哺乳动物,因为它们的出现,才有了能帮助你茁壮成长的乳汁。噢,还有你可能已经享用多时的黄油、酸奶、奶酪还有冰激凌。

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