▲ 西藏日喀則，秋天的打谷場。（視覺中國 / 圖）

人們喜歡食用碳水化合物，是因為人類很早就演化出了唾液淀粉酶基因（AMY1），且這個基因隨著時間的推移演化出多個拷貝，可以幫助人們有效消化多種谷類的碳水化合物。

本文轉自于南方周末

碳水化合物就是含有碳、氫和氧原子（H?O，水）的化合物，也稱糖類，是人體三大能量來源之一，其他二者是蛋白質和脂肪。近年來，碳水化合物有被污名化的趨勢，不少人擔心甚至拒絕食用碳水化合物，認為這類食物會讓人增加體重，飆升血糖，引發(fā)肥胖、糖尿病和一系列相關疾病，因而轉向低糖（碳）飲食、生酮飲食（極低碳飲食）等。

然而，無論是世界衛(wèi)生組織（WHO），還是中國營養(yǎng)學會，都把碳水化合物作為人的食物最重要的基石。2023年7月17日，WHO根據最新科學研究結果更新了關于碳水化合物指南，重點推薦應該攝入全谷物、蔬菜、水果和豆類4種碳水化合物。中國營養(yǎng)學會制定的《中國居民膳食指南（2022）》（最新）的準則和核心是平衡膳食寶塔，分五層，分別代表五大類食物，包括谷薯類、蔬菜水果、畜禽魚蛋奶類、大豆和堅果類以及烹調用油鹽。第一層和第二層的谷薯類、蔬菜水果都是碳水化合物，第四層的大豆和堅果類也富含碳水化合物（大豆含10%碳水化合物，淀粉類堅果如板栗，含40%碳水化合物）。

無論從營養(yǎng)和供能來看，抑或從數量和質量來看，碳水就是力量。不過，新的研究還表明，人們喜愛碳水化合物不只是因為碳水有力量，還在于在長久的演化過程中，人類的基因習慣了消化碳水化合物并以其為力量的來源，而且習慣和喜歡上了碳水的味道、質地和內容，就連跟著人類一起演化的家禽家畜也隨著人類得道，雞犬升天。

美國紐約州立大學布法羅分校和其他機構的研究團隊在2024年10月17日的《科學》雜志上發(fā)表的一項研究指出，無論是西方還是東方，人們喜歡食用碳水化合物是因為所有人的DNA中都有唾液淀粉酶基因（AMY1）。而且，這種基因隨著人類的演化有多個拷貝，因而可以幫助人們有效消化谷類（稻米、麥面、玉米、薯類、豆類）等淀粉碳水化合物（淀粉是一種復雜的碳水化合物，由多個糖單元組成，天然存在于蔬菜、谷物中）。甚至在食物進入消化道的第一個環(huán)節(jié)——口腔，就能分解復雜的碳水化合物，為人提供能量奠定了基礎。

人類的唾液淀粉酶基因并非是在農業(yè)文明形成之時，人們能大量生產谷類和其他糧食并作為主要食糧之時形成，而是在農業(yè)誕生之前就演化成功了，時間大約是在80萬年前。

研究團隊采用光學基因組制圖（基因圖譜）和長讀測序，以繪制AMY1基因區(qū)域，這種方法比傳統(tǒng)的短讀測序更有利于獲得較為詳細的AMY1基因圖譜和基因拷貝，而傳統(tǒng)的短讀測序方法難以準確區(qū)分AMY1基因拷貝，因為AMY1基因序列幾乎相同。

研究人員分析了68個古人類的基因組，包括一個來自西伯利亞的4.5萬年前的人類基因樣本，結果發(fā)現，在人類形成農業(yè)前的狩獵采集者中，平均每個二倍體細胞就有4到8個AMY1基因拷貝。細胞內同源染色體的數目只有一組最基本的稱為單套或單倍體，兩組備份稱為雙套或二倍體，人類只有精子和卵子是單倍體，其他細胞都是雙倍體。

這表明，在人類開始馴化植物和食用大量碳水化合物之前，就已經帶著各種各樣的高AMY1基因拷貝數在歐亞大陸上生存繁衍和移民了。這些人當中也包括已在人類演化中消失了的尼安德特人和丹尼索瓦人，只不過，他們的某些基因還存留在現代人身上。同時，這也表明，AMY1基因可能在八十多萬年前首次復制，在時間點上比以前認為的要早得多，遠遠早于人類從尼安德特人分離出來。而人類基因組的最初復制為淀粉酶區(qū)域的顯著變化奠定了基礎，由此，使得人類能夠適應不斷變化的飲食，后來，隨著農業(yè)的出現和發(fā)展，以及新技術和生活方式的出現，人類對碳水化合物的消費量急劇增加。

從飲食決定人類的演化來看，AMY1最初的復制就像池塘里產生的第一道漣漪，創(chuàng)造了一個基因擴大的機會，并在后來的漫長歲月中塑造了人類。同時，隨著人類在不同的環(huán)境中繁衍和移民，AMY1基因拷貝數量越來越多，以適應農業(yè)出現后的人類以碳水化合物為主的食物模式，為消化富含淀粉的飲食，如大米、小麥、薯類等提供了生理基礎。

最初的AMY1基因拷貝也許只有4個，到后來淀粉酶位點變得不穩(wěn)定，并開始產生新的變異，以及人類所吃的碳水化合物變得更多，因而從4個AMY1拷貝可以增加到8個、16個，甚至更多。結果是，人所擁有的淀粉酶基因拷貝越多，產生的淀粉酶就越多，人也越能有效消化更多的碳水化合物。而淀粉酶不僅能將碳水化合物分解成葡萄糖，還能塑造面包和稻米口感。

無獨有偶，加州大學伯克利分校一個研究團隊在2024年9月4日的《自然》雜志上發(fā)表了相似的一項研究結果，在過去的1.2萬年里，歐洲人將AMY1基因的平均拷貝數從4個增加到7個，原因也在于農業(yè)產生后，人們吃碳水化合物的數量增多了。

雖然人類早期的狩獵者體內有多個AMY1基因拷貝，但是，人類是在1.15萬年前才開始種植作物并產生農業(yè)，大約在1萬年前馴化了綿羊、山羊、豬、牛等家畜，并且在后來的數千年左右才有比較好的農業(yè)收成，因而人們食用的淀粉碳水化合物才增多，因此在過去的4000年里，歐洲農民的平均AMY1基因拷貝數量激增，這表明，可能是由于富含碳水化合物的飲食刺激了AMY1基因拷貝的增多。

另外，與人類生活在一起的家養(yǎng)動物，如狗和豬，與不依賴高淀粉飲食的動物相比，AMY1基因的拷貝數也更高。而且，從人類把狼馴化為狗的歷程看，也表明了消化碳水化合物的基因在狗身上的演化。

AMY1基因只是人類最早的消化淀粉碳水化合物的基因之一，在人類漫長的演化過程中，人類還發(fā)展出了消化碳水化合物的其他兩個基因，它們在一個基因座上彼此相鄰，其中AMY1僅在唾液腺中表達，AMY2A和AMY2B則在胰腺中表達。

對狼和不同品種的狗的基因組之間進行比對，發(fā)現狗的基因組中有36個區(qū)域變化，其中，狗擁有比狼更多的AMY2B基因的副本，在狗的胰腺里，這種基因比狼體內的同樣基因活躍28倍，而這種基因對消化淀粉碳水化合物至關重要。這也表明，狗是從被早期人類定居點的剩飯剩菜吸引過來的狼演化而來。近朱者赤，才讓狗與人一樣擁有了更多的消化碳水化合物的基因。

到了后來，人類中具有AMY1、AMY2A和AMY2B拷貝數更高的個體能更有效地消化碳水化合物，也就有更多的后代，他們的基因最終比那些AMY1、AMY2A和AMY2B拷貝數較少的人表現得更好，更容易傳播下去，從而大量傳播了這些消化碳水化合物的基因，使得今天的人類不只是易于攝食和消化碳水化合物，而且也從骨子里喜愛碳水化合物。

當然，碳水化合物未必就是完美的，而是分“好”碳水化物和“壞”碳水化合物。后者也稱精致碳水化合物，包括白飯、面食、白面包、蛋糕、含糖飲料、果汁等，它們熱量高，營養(yǎng)不是太高，因為經過加工處理，流失了許多天然的纖維素和維生素等；前者也稱為非精致碳水化合物，包括全谷類、蔬菜、水果、豆類、土豆等。這類食物通常相對健康，除了擁有纖維和豐富營養(yǎng)素外，也不會造成血糖的劇烈變化。

人們之所以對碳水化合物印象不佳，主要是因為精致碳水化合物攝入較多，這類化合物與肥胖和第二型糖尿病高度相關，因為攝取這類食物，會被身體快速吸收，造成血糖值急遽上升，然后快速下降，使人們產生饑餓感，并渴望更多的精致碳水化合物，產生惡性循環(huán)。

因此，分清什么樣的碳水化合物并合理攝食，才符合人的真正需求。世界衛(wèi)生組織的推薦是，成人一天的碳水化合物的攝取量，應占整日熱量攝取的 45%-65%，其中包括富含纖維的水果、蔬菜、全谷類或豆類等食物，盡量不要攝取過多的精致碳水化合物，同時應避免攝取人工添加糖。

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