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人类的饮酒史

2014-12-12 10:00 作者:袁越来源:三联生活周刊 2014年第50期
人类的祖先是从什么时候开始饮酒的?这可不是一个醉鬼提出来的傻问题,因为酒精(乙醇)是一种毒药,会导致肝病、癌症、心脏病,甚至精神性疾病,害处远大于好处。

 

人类的祖先是从什么时候开始饮酒的?这可不是一个醉鬼提出来的傻问题,因为酒精(乙醇)是一种毒药,会导致肝病、癌症、心脏病,甚至精神性疾病,害处远大于好处。

既然如此,为什么人类会进化出饮酒的习惯呢?有人曾经提出过一个假说,认为人类是在9000年前才开始饮酒的,那时人类刚刚发明出农业,第一次有了多余的粮食需要储存。粮食放久了容易变质发酵,产物之一就是乙醇。如果人类不能饮酒,变质的粮食就没法吃了。

这个假说基于一个事实,那就是绝大部分高等生物是不能直接利用乙醇的,必须先将其分解掉。如果我们的祖先体内没有能够分解乙醇的酶,一旦粮食变质就只能扔掉,太浪费了。幸好人类进化出了乙醇脱氢酶(ADH4),可以把乙醇变为乙醛。这是乙醇分解的第一步,有了它,人就可以利用变质的粮食,在进化上占据先机。

大部分灵长类动物体内都有ADH4,但这是一组酶的统称,可以催化很多不同类型的反应,乙醇脱氢反应只是其中的一种。美国佛罗里达州圣塔菲学院(Santa Fe College)的生物遗传学家马修·卡里根(Matthew Carrigan)博士决定研究一下这个酶的进化过程,他和同事们收集到28种哺乳动物的ADH4基因序列,其中包括17种不同的灵长类动物,然后将这些DNA序列输入电脑,通过一套复杂的算法构建出了这个基因在过去7000万年时间里的进化过程。换句话说,科学家们推算出了ADH4基因在过去7000万年里每一时刻的基因序列都是什么样子的。

光有基因序列还不够,还要看基因产物(也就是酶)的催化能力。现有的动物还好说,只要抓来一只,从中提取出ADH4酶就行了。已经灭绝的古代动物怎么办呢?它们的身体早已腐烂,只剩下化石,没法做研究。

卡里根想出了一个巧妙的办法,解决了这个问题。他和同事们将电脑推算出来的各阶段的ADH4基因序列通过转基因的方式转入细菌,让细菌生产出相应的蛋白质(酶),这样就可以研究那些早已灭绝的动物体内的ADH4了。

研究结果表明,ADH4大约在1000万年前发生了一个单点突变,也就是DNA序列中的一个字母发生了变化,这个变化大大提高了ADH4分解乙醇的能力,终于让人类的祖先获得了饮酒的本领。

研究这玩意儿除了在饭桌上增加点谈资外,有什么实际用处吗?答案是肯定的。著名的英国进化生物学家理查德·道金斯(Richard Dawkins)博士曾经说过,一个物种的基因库就是它的祖先被世世代代自然选择刻画切削而成的,从理论上讲,如果一个知识渊博的动物学家手里有了一套完整的基因库,就应该能够重建出这个物种祖先的生存环境。举个简单例子,如果一个物种的基因组里有一套负责编码夜视眼睛的基因,就说明这个物种的祖先一定是个夜猫子。

具体到饮酒问题,这个ADH4基因变异的时间节点非常关键。古人类学家普遍认为,人类的祖先大约在1000万年前从树上下来,开始在地面上讨生活。树上的果实掉到地上,其中的糖分发酵变成了乙醇。人类祖先之所以进化出消化乙醇的能力,就是为了能够利用这些腐烂的水果。

卡里根博士将研究结果写成论文,发表在2014年12月1日出版的《美国国家科学院院报》(PNAS)上。文章指出,人类祖先虽然进化出了分解乙醇的能力,但并没把腐烂的水果当作主要的食物来源,所以人类体内的ADH4效率不高,这就是为什么酒少喝一点问题不大,喝多了就会出现各种麻烦事的原因。

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