一项最新研究揭示了安第斯地区土豆驯化与人类代谢演化之间意想不到的联系。这项由加州大学洛杉矶分校（UCLA）和布法罗大学（University at Buffalo）研究人员共同领导的发现，为饮食如何塑造人类基因组提供了迄今为止最强有力的证据。

安第斯原住民是世界上最早驯化土豆的群体，这种富含淀粉的作物在高海拔地区成为重要的食物来源，远早于其在全球范围内的传播。如今，秘鲁的安第斯原住民后裔拥有已知人类群体中最高的淀粉消化基因拷贝数。

这项发表在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上的研究指出，大约在6000至10000年前土豆首次在安第斯高地被种植时，自然选择开始偏爱那些拥有异常多唾液淀粉酶基因（AMY1）拷贝数的安第斯原住民。UCLA人类学副教授Abigail Bigham解释说，拥有更多AMY1拷贝数的人通常唾液中会产生更多的淀粉酶，这被认为能帮助他们更有效地分解淀粉。

为了这项研究，Bigham及其进化人类学团队从秘鲁讲盖丘亚语的安第斯人群中收集了DNA样本。随后，他们将这些样本与包含数千份DNA样本的基因组数据库进行了比较，这些样本来自数十个当代人类群体。

Bigham教授指出：“高海拔的安第斯地区以其在理解人类进化适应方面的丰富性而闻名，例如对缺氧环境的适应。这项新研究进一步强调了安第斯地区在理解人类对饮食等其他选择性环境压力的进化适应方面的价值。”她此前与合著者Kelsey Jorgensen的研究已提供了安第斯人群淀粉消化通路存在选择压力的证据。

布法罗大学生物科学教授、共同通讯作者Omer Gokcumen此前曾证明，人类AMY1基因的首次复制至少发生在80万年前。他表示，这项新发现提供了特别清晰的证据，表明在安第斯地区，自然选择在人们开始种植土豆后发挥了作用。

Gokcumen教授强调：“生物学家长期以来一直怀疑不同人类群体已经进化出对饮食的基因适应，但像本研究这样证据如此确凿的案例非常罕见。”

研究人员发现，安第斯原住民的祖先在定居高地并驯化土豆之前，就已经拥有不同数量的AMY1拷贝。一些人拷贝数较少，而另一些人则较多。一旦土豆成为主要的食物来源，拥有更高AMY1拷贝数的人似乎获得了进化优势。

研究表明，大约从1万年前开始，那些拥有约10个或更多AMY1拷贝数的人，每代在生存或繁殖方面拥有1.24%的优势。

Gokcumen教授形象地比喻道：“进化是在雕刻一座雕塑，而不是建造一座建筑。安第斯原住民并不是在开始食用土豆后才获得了额外的AMY1拷贝。相反，那些拷贝数较低的人随着时间的推移被从人群中淘汰，这可能是因为他们生育的后代较少，而拷贝数较高的人则得以保留。”

如今，秘鲁的安第斯原住民平均携带10个AMY1拷贝。这比研究中包含的83个其他人群的平均拷贝数多出两到四个。

与墨西哥的玛雅原住民相比，秘鲁的安第斯原住民平均携带的AMY1拷贝数更多。玛雅人与安第斯人共享部分进化历史，但没有种植土豆的传统。具体比较为安第斯人平均10个拷贝，而玛雅人平均6个拷贝，这一差异进一步支持了土豆种植与AMY1基因演化之间的关联。

研究人员怀疑安第斯人AMY1拷贝数较多与长期的土豆种植历史有关。然而，他们也必须考虑到15世纪欧洲人接触美洲后，原住民人口因疾病、饥荒、暴力、冲突和快速基因流失而急剧下降的情况。一个关键问题是，这种人口瓶颈是否可能以异常高的速度淘汰了AMY1拷贝数较低的人群，而非自然选择。区分这两种可能性是本研究的主要挑战之一。

通过使用先进的超长DNA测序技术和新获得的比较数据集，研究人员证明，高AMY1拷贝数在欧洲人到来之前数千年就已经在安第斯地区变得普遍。

Bigham教授表示，这项研究为调查高海拔地区人们的生活创造了新机会，这些社区不得不适应有限的食物来源、严寒和高紫外线照射。

这些发现也引发了更广泛的问题，即人类如何继续适应现代饮食，尤其是在许多人现在可以接触到世界各地各种各样食物的情况下。Bigham教授认为，基因适应仍然是故事的一部分。

她总结道：“有一些观点，比如‘旧石器饮食’，认为我们的身体只适应旧石器时代的环境，不适合食用驯化后的食物。但我认为这项研究表明，人类群体在过去1万年内已经对不断变化的食物条件做出了反应和进化。我们的代谢途径并非仅仅是旧石器时代遗留下来的产物。”