安第斯人淀粉酶基因全球最高：土豆饮食驱动人类进化

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据《科学日报》2026年8月10日报道，一项由加州大学洛杉矶分校（UCLA）和布法罗大学联合领导的研究发现，安第斯山脉原住民携带的唾液淀粉酶基因（AMY1）拷贝数远超世界上任何其他人群。该研究认为，数千年来以土豆为主食的饮食习惯驱动了自然选择，使拥有更多基因拷贝的个体获得进化优势。这项发表于《自然通讯》的成果为“饮食塑造人类进化”提供了罕见的强有力证据。研究团队分析了秘鲁安第斯讲克丘亚语的土著居民DNA，并与全球83个人群的基因组数据库对比，结果令人瞩目。

土豆驯化与基因印记

土豆在安第斯地区的驯化可追溯至6000至10000年前。这种富含淀粉的块茎迅速成为当地人的主要能量来源。研究指出，在土豆成为主食之前，安第斯祖先的AMY1拷贝数本已存在个体差异——有人仅有几份，有人则拥有十份以上。但一旦土豆占据了饮食核心，高拷贝数个体就开始展现出更强的生存和繁殖能力。UCLA人类学副教授阿比盖尔·比格姆（Abigail Bigham）表示：“高海拔安第斯地区一直是研究人类进化适应的沃土——例如缺氧适应。这项新研究突出了饮食等环境压力同样能留下深刻的遗传印记。”据《自然通讯》论文数据，选择压力大约在1万年前启动，携带约10个以上拷贝的个体每代享有1.24%的生存或繁殖优势。

AMY1拷贝数差异：安第斯人遥遥领先

研究显示，当今秘鲁安第斯原住民平均携带10个AMY1拷贝，比研究涉及的另外83个人群中最高的群体还要多2到4个。作为对比，与安第斯人有共同祖先但无土豆种植传统的墨西哥玛雅人，平均仅携带6个拷贝。这一显著差距直接指向土豆驯化的作用。布法罗大学生物科学教授奥默·戈克库门（Omer Gokcumen）指出：“生物学家长期猜测不同人群因饮食而产生基因适应，但证据如此确凿的案例极少。这里的信号非常清晰。”下表总结了关键人群的拷贝数对比：

自然选择如何“雕刻”基因组

戈克库门用雕塑比喻进化过程：“进化不是建造高楼，而是雕琢石像。安第斯人并非在开始吃土豆后突然获得更多AMY1拷贝，而是那些拷贝数较低的个体逐渐被淘汰——可能因为他们后代更少。”随着世代交替，高拷贝数基因在人群中固定下来。研究还发现，AMY1的首次复制事件早在80万年前就已发生在人类祖先身上，但安第斯地区的选择是此后最剧烈的拷贝数增加事件之一。比格姆补充道：“我们的代谢途径并非仅仅是旧石器时代的产物。这项研究显示，人类在最近1万年内仍在根据食物变化而进化。”

排除欧洲殖民带来的干扰

一个重要挑战是区分自然选择与历史事件的影响。15世纪欧洲人抵达后，美洲原住民因疾病、饥荒和暴力人口锐减，遗传多样性骤降。这种瓶颈效应理论上也可能导致低拷贝数人群消失，从而造成“选择”的假象。研究团队利用超长读长DNA测序技术和新近公开的比较数据集，校准了时间线。他们发现，高AMY1拷贝数在安第斯地区早在欧洲人到来前数千年就已普遍化，因此人口崩溃不是主要解释。这一结论为饮食驱动的进化假说提供了关键支持。

对现代人类适应的启示

比格姆认为，该成果可激励更多针对高海拔人群的研究——这些地区不仅缺氧，还面临食物有限、寒冷和强紫外线等挑战。更广泛地看，现代人的全球化饮食是否仍在驱动遗传变化？比格姆说：“诸如‘旧石器饮食法’等观点认为人类不适合吃驯化后的食物，但我们的研究表明，人类在最近1万年内一直在响应食物条件的变化而进化。”戈克库门也指出，在超加工食品泛滥的今天，理解淀粉消化基因的适应机制可能对公共健康具有重要意义。

常见问题解答

Q1: 为什么安第斯人的淀粉酶基因拷贝数特别高？

A1: 根本原因是自然选择。约1万年前，土豆成为安第斯地区的主食后，拥有更多AMY1拷贝的人能更高效地消化淀粉，获得能量优势，从而留下更多后代。经过数百代积累，高拷贝数基因在人群中占据主导。

Q2: 这项研究对今天的饮食有什么意义？

A2: 它表明人类消化系统并非一成不变，而是能根据长期饮食模式进行遗传适应。但当代饮食变化太快（如精制碳水大量摄入），基因可能无法及时跟上。这提醒我们，虽然某些人群对淀粉有更好的先天消化能力，但均衡饮食仍是健康关键。

结语与展望

安第斯人的“消化超能力”是自然选择在万年尺度上留下的鲜活证据。该研究不仅揭示了土豆如何改写人类基因，也表明饮食仍是一股推动人类进化的力量。未来，科学家计划探索更多高海拔族群，并研究现代高淀粉饮食是否正在塑造下一代人的基因组。

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研究发现安第斯原住民携带淀粉酶基因AMY1拷贝数远超其他人群，平均10个，由6千至1万年前的土豆主食驱动自然选择。为饮食影响人类进化提供强证据。