一颗土豆、一个人类基因以及一条可追溯至约 10,000 年前的线索：研究人员在秘鲁安第斯山脉人群中发现的情况，起初听起来令人难以置信。数千年来以淀粉类植物为食的习惯，可能已在当地居民的进化史上留下了深刻烙印。而这一切的核心，恰恰就是土豆。
一项针对来自 85 个族群的 3,723 名人类进行的大规模遗传学研究显示，秘鲁安第斯山脉的原住民群体拥有数量惊人的 AMY1 基因拷贝。该基因在淀粉消化过程中起着重要作用。尤为值得注意的是时间点：这一遗传特征可能在约 10,000 年前的安第斯地区大幅扩散——这一时期恰好与安第斯山脉土豆驯化的开端重合。
土豆改变了安第斯山脉的人类吗？
并非像初听起来那样。吃土豆并不会改变一个人的 DNA。研究人员也并未声称是土豆触发了某种基因突变。可能发生的情况要复杂得多：人类在遗传上各不相同，有些人天生比其他人拥有更多的 AMY1 基因拷贝。如果高淀粉饮食在长达数千代的岁月中成为常态，这种差异就可能对自然选择产生影响。
在这样的饮食条件下，拥有特定遗传素质的人可能具有生存优势。经过数百乃至数千代的繁衍，相应的基因变异便能在种群中更广泛地传播。科学家们正是针对这一选择过程在秘鲁安第斯山脉找到了线索。
令人惊叹的 10,000 年关联
在这里，一项关于消化酶的研究变成了一段关于人类演化的历史。科学家将安第斯地区相应基因变异的扩散时间定为距今约 10,000 年前。根据当前的研究水平，土豆的驯化同样始于约 6,000 至 10,000 年前的安第斯山脉。
特别值得关注的是围绕 的喀喀湖 (Titicaca) 的南安第斯地区。这一高原地区是安第斯山脉重要的文化与聚居区之一，早在后来的 印加帝国 之前就已发挥了重要作用。
单凭这一点并不能证明土豆就是导致该遗传演变的元凶。然而，研究人员观察到了高淀粉饮食习惯的发展与遗传适应之间显著的时间关联。土豆可能是一个跨越数千年的生物演化过程的一部分。
人类将野生植物变为食物——随后进化便开始运作
安第斯山脉的第一批农民自然对 AMY1、基因拷贝或自然选择一无所知。他们必须在艰苦的条件下生产食物。经过一代又一代的选择、种植和培育，野生土豆最终演变成了安第斯山脉最重要的主食之一。
人类不仅改变了土豆，同时也改变了自己的营养环境。一种长期可用且富含大量淀粉的食物可能产生了新的选择压力。人类改变了食物，而食物反过来可能影响了人类继续进化的条件。
秘鲁在全球对比中脱颖而出
该研究不仅局限于安第斯山村的少数居民。研究人员分析了来自 85 个总计 3,723 名被试者的遗传数据。其中，秘鲁安第斯山脉的原住民群体因拥有极高数量的 AMY1 拷贝数而显得尤为突出。
甚至来自利马的一个受测群体也达到了 10 个拷贝的平均数（中位数）。相比之下，在所有受测种群中，中位数为 7 个。这并非证明土豆就是导致差异的唯一原因，但这是一个引人注目的遗传信号，研究人员将其与长期高淀粉饮食的发展联系在一起。
为什么 AMY1 如此重要？
其作用从第一口进食就开始了。AMY1 包含唾液淀粉酶的遗传信息。这种酶在口腔中就开始分解淀粉。土豆、玉米、大米以及许多其他食物都含有大量的淀粉。
相应基因的拷贝数越多，往往意味着唾液淀粉酶的产量越高。对于那些数千年来饮食中淀粉含量极高的人群来说，这可能意味着一种生存优势。正是在这一点上，秘鲁引起了研究人员的高度关注。
还有第二条遗传线索
AMY1 可能并非孤例。此前的研究在安第斯山脉人群中也发现了 MGAM 基因存在自然选择的迹象。该基因同样在碳水化合物的加工过程中发挥作用。
由此引出了一个更深层的问题：是否不仅仅是一个基因在对饮食变化做出反应？消化淀粉的多个组成部分可能在数千年来一直处于选择压力之下。科学家们正在讨论这种可能性，尽管整个消化系统已实现全面适应的结论尚未得到证实。
不，吃土豆不会突然改变你的基因
在这样的故事中，有一条界限至关重要。今天每天吃土豆的人，并不会因此突然获得额外的 AMY1 基因拷贝。进化是通过许多代来实现的。这项研究描述的是一个可能历经数千年的过程。
此外，这一结果并不自动意味着安第斯山脉的人们今天在本质上更能消化土豆，或者高淀粉饮食对他们来说就一定更健康。这并未得到证实。但该研究本身的结论已足够非凡：一个种群的营养史可以在其遗传演化中留下印记——而在这个案例中，这条线索直接指向了秘鲁安第斯山脉。
一颗块茎后来征服了全世界
在驯化数千年后，土豆离开了南美洲。西班牙征服后，它在 16 世纪传到了欧洲。起初，这种外来植物在许多地方受到怀疑，但后来它改变了整个大陆的饮食结构。如今，它已成为地球上最重要的粮食作物之一。
炸薯条、土豆泥、薯片、意式土豆团子或土豆沙拉早已成为数百万人的日常饮食，而他们几乎不会想到秘鲁。然而，这个故事早在该块茎全球扩散之前很久便已在那里开始。数千年后，在同一个安第斯世界中诞生了高度文明，并最终形成了以 库斯科 (Cusco) 为政治中心的印加帝国。新的遗传学研究现在表明，早期农业的影响可能比纯粹的食品史所体现的要深远得多。
土豆被人改变了——随后人也发生了改变
这是该研究令人称奇的核心。人类因为需要食物而驯化了植物。随后这些植物改变了人类的饮食，而改变后的饮食创造了新的生物条件，在这些条件下，特定的基因变异获得了优势。
数千年来，这一过程可能留下了科学家们今天依然能在人类基因组中识别出的印记。我们厨房里最普通的块茎之一，因此突然成为了人类进化史的见证者——而它的线索指向了 10,000 年前的秘鲁。
数据与事实
受测人数： 3,723
涉及族群： 85
核心基因： AMY1
利马： 受测群体中基因拷贝数中位数为 10
所有受测群体总中位数： 7 个基因拷贝
安第斯特有扩张： 距今约 10,000 年
土豆驯化： 距今约 6,000 至 10,000 年
Nature Communications – Scheer, Landau, Gokcumen et al.: Rapid adaptive increase of amylase gene copy number in Indigenous Andeans, 2026.
Nature – 有关土豆历史与驯化的研究。
主图来源：Wikimedia Commons / Cathetovar – Types of Potatoes in Peru, CC BY 4.0.
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