為什麼人類要演化出忍受牛奶的能力

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乳製品有了競爭對手,由大豆、杏仁等植物製成的替代「牛奶」越來越受歡迎。這些替代品通常適合素食主義者,以及對牛奶過敏或者乳糖不耐受的人。2018年,英國版《學徒》(The Apprentice)節目的亞軍,就經營著調味堅果奶生意。

但替代奶的興起,只是人類與動物奶關係的一個最新發展。這種關係可以追溯到幾千年前,歷經起伏。

想想看,奶水真是一種奇怪的飲品。它是牛或者其他動物餵養幼崽的液體食物,為了獲得牛奶,我們還得把它從母牛的乳房裏給擠出來。

在許多文化中,這幾乎是聞所未聞的事情。2000年時,全中國範圍內發起一場運動,鼓勵人們為了健康要多消費牛奶和各種奶製品。這項運動主要針對老年人,幫助他們克服對奶製品的極大疑慮。牛奶變質形成的奶酪,仍然讓很多中國人感到噁心。

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Image caption 俄羅斯一家牛奶場正在倒牛奶(Credit: Getty)

與人類30萬年的歷史相比,喝牛奶算是相當新的習慣。大約1萬年前,人類幾乎不喝牛奶,然後是偶爾喝一喝。第一批經常喝牛奶的是西歐早期的農民和牧民,他們是第一批與馴養動物生活在一起的人,其中就包括奶牛。今天,喝牛奶在北歐、北美和其他一些地方,已經很普遍。

嬰兒食品

喝動物奶為什麼奇怪,在生物學上是有原因的。

牛奶所含的乳糖,不同於水果和其他甜食中的糖。當我們還是嬰兒的時候,我們身體會產生一種特殊的酵素,這種叫做乳糖酵素的東西能幫助我們消化母乳中的乳糖。但在嬰兒期斷奶後,許多人身上就沒有這種酵素了,就不能很好地消化牛奶中的乳糖。因此,一個成年人喝了很多牛奶後,可能會感到腸胃脹氣、疼痛痙攣,甚至腹瀉。值得注意的是,其他成年哺乳動物體內也沒有活躍的乳糖酵素,成年奶牛沒有,貓狗也沒有;但成年動物並不喝奶,所以也沒有乳糖不耐受的問題。。

最早一批喝牛奶的歐洲人可能因此脹氣、多屁。然後演化開始了,一些人身上的乳糖酵素開始保持至成年,這種「乳糖耐受能力」使他們喝牛奶不會產生副作用。這是控制乳糖酵素基因活性的DNA片段突變的結果。

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Image caption 埃及梅忒提陵墓的一件藝術品可以追溯到公元前2350年左右,它描繪了一個在擠奶的古埃及人(Credit: Getty)

「我們所知的歐洲最早的乳糖耐受能力等位基因,出現在大約5000年前的歐洲南部,然後在大約3000年前,出現在中歐,」巴黎人類博物館(Museum of Humankind)的助理教授賽格瑞爾(Laure Ségurel)說。2017年,她與人合著了一篇關於乳糖耐受科學的評論文章。

隨著演化,人類的乳糖耐受能力明顯提高,今天在一些人群中,乳糖酵素極為常見。在北歐,超過90%的人具有乳糖耐受能力。在非洲和中東的部分人口中,也是如此。

但在許多地區,乳糖耐受能力要罕見得多:許多非洲人不具備這種特性,在亞洲和南美洲也很少見。

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Image caption 香港,一名購買豆漿的女子。在亞洲,乳製品會讓很多人感到不適,因為亞洲大多數人都沒有乳糖耐受能力(Credit: Getty)

這種狀況讓人難以理解,我們並不確切知道喝牛奶有什麼好處,因此對乳糖耐受的重要性也不太了解,賽格瑞爾說:「為什麼有乳糖耐受能力的人有如此大的優勢?」

答案顯而易見,牛奶為人們提供了一個新的營養來源,減少了饑餓的風險。但仔細觀察,這種說法似乎站不住腳。

「食物來源多種多樣,所以某一種食物如此重要,是其他種類食物不能代替的,這是讓人驚訝的事情,」賽格瑞爾說。

乳糖不耐受的人仍然可以吃一定量的乳糖,不會產生不良後果,所以喝少量的牛奶是沒問題的。還有一個辦法,就是將牛奶加工成黃油、酸奶、奶油或者奶酪,這些食品中的乳糖含量都較少。像切達乾酪等硬奶酪,乳糖含量不到牛奶的10%;黃油的乳糖含量也很低。帕爾馬乾酪(Parmigiano)是一種硬質的奶酪,乳糖含量極低,乳糖不耐受的人完全可以吃。「高脂肪的奶油和黃油的乳糖含量最低,」賽格瑞爾說。

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Image caption 像帕爾米賈諾—雷焦阿諾奶酪這樣的硬質奶酪,幾乎完全不含乳糖(Credit: Getty)

所以,古人們很快就發明了奶酪。 2018年9月,考古學家在克羅地亞地區發現了一些陶器碎片。這些碎片上帶有脂肪酸,表明這些陶器曾經用於分離凝乳和乳清,這是製作奶酪的關鍵步驟。如果確實無誤的話(這點受到質疑),南歐人在7200年前就開始製作奶酪了。在歐洲其他地方,也發現了類似的證據,雖年代稍晚,但也在大約6000多年前。所以,當乳糖耐受尚未在歐洲普遍的程度,人們就懂得製作奶酪了。

倫敦大學學院(University College London)的遺傳學教授斯沃洛(Dallas Swallow)說,即便如此,能否進化出高水平的乳糖耐受能力,顯然受特定因素的影響。最受影響的是牧民,也就是飼養牲畜的人。狩獵者、食物採集者都不養動物,就沒有獲得這種基因突變的條件。所謂「森林園丁」,就是種植農作物的人,身體也沒有出現這種突變。

那些不會接觸到動物奶水的人,沒有巨大的演化壓力來消化動物奶,這是可以理解的。

問題是,為什麼有些牧民獲得了這種特性,有些人則沒有?

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Image caption 一個蘇丹男孩在養牛場擠奶;一個未解之謎是,為什麼只有部分牧民群體獲得了乳糖耐受能力(Credit: Getty)

賽格瑞爾指出,東亞的遊牧民族,比如蒙古人,雖然嚴重依賴動物奶水為食,乳糖耐受能力卻最低。基因突變在歐洲和西亞人群中很常見,所以應該有可能傳播到臨近的東亞人群中,但事實上並沒有。「這是個很大的謎團,」賽格瑞爾說。

乳製品的好處

她推測,牛奶除了營養價值外,還有其他好處。飼養牲畜的人容易感染疾病,包括炭疽熱和隱孢子蟲病。喝牛奶可能提供抵抗這些病菌感染的抗體。的確,奶水的保護作用同母乳餵養的好處差不多。

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Image caption 在世界母乳餵養周,哥倫比亞波哥大的婦女在給孩子餵奶。奶水的保護作用同母乳餵養的好處差不多(Credit: Getty)

有些人群乳糖耐受能力不足,有些不可思議,但可能是偶然因素決定,即一群牧民中是否有人碰巧發生了這樣的基因突變。地球人口爆炸是近代才發生的事,此前,地區族群人口非常少,所以有些群體會因為運氣不好而錯過機會。

「我認為,演化過程中最有邏輯的部分,是人群乳糖耐受能力與生活方式及畜牧生產方式有關,」斯沃洛說。「但你必須得有突變。」只有這樣,自然選擇才能發揮作用。

斯沃洛指出,蒙古牧民通常喝的是發酵奶,這種奶的乳糖含量很低。可以說,為了更易食用而對牛奶進行加工,這並不費力,這也使乳糖耐受的進化變得很難解釋。「我們非常善於從文化上適應牛奶的加工和發酵,我也在試圖搞清楚為什麼我們會在基因上適應它,」斯沃洛指導的博士生沃克(Catherine Walker)說。

促成乳糖耐受的因素可能有好多。斯沃洛認為,最關鍵的可能是牛奶的營養價值,比如它富含脂肪、蛋白質、糖,以及鈣、維生素D等微量元素。

牛奶也是潔淨的水源。特定人群可能由於某種原因,不斷演化,直到可以容忍它,具體哪個原因要看生活的地區。

斯沃洛說,目前還不清楚,乳糖耐受能力是否仍然在不斷進化提升過程中,是否更多族群會擁有這樣的能力。2018年,她與人合寫了一份研究報告,對象是智利科金博地區(Coquimbo)的牧民。500年前,這個族群與新來的歐洲人出現跨種族生育,混血兒獲得了乳糖酵素耐受能力。這種特性現正在族群間傳播,在演化中變得顯著,就像5000年前北歐人一樣。

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Image caption 法國西北部的奶牛在咀嚼紫花苜蓿。大約在3000年前,這個地區的人們已經習慣了喝牛奶(Credit: Getty)

但這是一個特例,因為科金博人嚴重依賴牛奶。在全球其他地區,情況則非常不同。「除了那些依賴牛奶、其他食物短缺的國家可能還有一些這類進化,除此以外,我認為已經基本停滯了。」斯沃洛說。「在西方,我們有這麼好的飲食來源,基本不存在選擇壓力。」

奶製品的衰落

如果有什麼不同的話,那就是過去幾年裏,新聞給人們留下了正好相反的印象。2018年11月,《衛報》(Guardian)發表了一篇題為《我們如何失去了對牛奶的愛》的文章,描述了銷售燕麥和堅果牛奶的公司迅速崛起,並暗示傳統牛奶將面臨嚴峻挑戰。

但統計數據卻提供了不同的說法。根據IFCN乳製品研究網(IFCN Dairy Research Network)2018年的報告,自1998年以來,全球牛奶產量每年都在增長,以滿足不斷增長的需求。2017年,全球牛奶產量為8.64億噸。這一趨勢毫無放緩的跡象,據IFCN預計,到2030年,牛奶產量將增長35%,達到11.68億噸。

不過,一些局部的趨勢並非如此。2010年一項有關食品消費的研究發現,在過去幾十年裏,美國的牛奶消費量有所下降,取而代之的是碳酸飲料,而不是杏仁奶。全球而言,這種下降被發展中國家(特別是亞洲國家)增長的牛奶消費量所抵消。IFCN也注意到了這一點。2015年,一項研究調查了187個國家的飲用習慣,顯示出老年人喝牛奶的情況更為普遍,年輕人不太喜歡牛奶。這份報告並沒有說明年輕人對酸奶等奶製品的消費情況。

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Image caption 美國牛奶消費量下降,亞洲的消費量卻在增長(Credit: Getty)

不過,至少在未來10年內,全球牛奶需求會不斷增長,替代奶對牛奶的影響都不大。

沃克補充道,替代奶並非是動物奶水的「對等替代品」。尤其是,許多替代奶缺乏牛奶中的微量元素。她說,替代奶對素食者以及對牛奶過敏的人最有用,牛奶過敏是指對牛奶蛋白質過敏,與乳糖無關。

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Image caption 杏仁奶這樣的替代奶,通常不含奶製品中的微量元素(Credit: Getty)

尤其引人注目的是,對牛奶的需求有相當大一部分來自亞洲,那裏的大多數人都沒有乳糖耐受能力。無論如何,那裏的人們認識到牛奶的好處,因此可能產生的消化不良,或是需對牛奶加工,就都不成問題。

事實上,聯合國糧農組織(United Nations Food and Agriculture Organisation)一直敦促發展中國家飼養更多的非傳統乳畜,比如羊駝,這樣他們就能從這些動物產的奶水中獲益,哪怕牛奶供應不足或價格過高。

此外,今年1月的一項重要研究報告提出了「全球健康飲食」計劃,希望最大限度增進健康,最大限度減少對環境的影響。該計劃提議大幅減少紅肉和其他動物產品的消費,但它仍然提倡每天一杯奶。

人類提高飲奶適應力的進化已經停止。但是,牛奶的生產和消費並沒有走下坡路。它還在上升階段。

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