安第斯山脉的原住民在6000到10000年前驯化了土豆——这种富含淀粉、维生素、矿物质和纤维的块茎——使其成为他们饮食的核心。随后，这些人经历了有利于这种饮食的基因适应，至今仍可在生活在秘鲁的后代中观察到。
新的基因组研究记录了这些后代——曾是伟大印加帝国的克丘亚语使用者——如何获得了一种涉及基因AMY1的强化，该基因参与淀粉消化，这对于以土豆为主的饮食人群非常有用。
研究发现，这些人平均拥有10个AMY1基因拷贝，比大多数人多出2到4个。全球已知的其他人群均未超过这一数量。研究还显示，这一人群中这些基因变化的开始与土豆驯化的出现时间吻合。
“这是一个文化塑造生物学的绝佳案例，”布法罗大学的进化与人类遗传学家?mer G?k?ümen说道，他是本周发表在《自然·通讯》期刊上的这项研究的资深作者之一。
“这突显了饮食适应在人类进化历史中的重要性，对代谢、健康以及驯化事件对人类生物学的影响都有启示，”加州大学洛杉矶分校的人类遗传学家Abigail Bigham说，她也是该研究的资深作者之一。
在分子层面上，AMY1控制一种名为淀粉酶的酶，这种酶存在于唾液中，负责在人们食用淀粉类食物时分解口腔中的淀粉。拥有更多该基因拷贝的人可能会产生更多的这种酶。
研究人员表示，这种更高的剂量可能有助于更好地代谢高淀粉饮食。淀粉酶还可能参与调节微生物组——人体自然的微生物集合——它会随着饮食变化而改变。
乳糖耐受是另一个饮食驱动的进化适应例子，涉及一种与分解牛奶中乳糖的酶相关的基因。
在这项新研究中，研究人员分析了跨越美洲、欧洲、非洲和亚洲85个人群、超过3700人的基因组数据，包括秘鲁81名安第斯血统的克丘亚语原住民。
研究人员表示，似乎随着时间的推移，进化力量偏向了古代安第斯人中AMY1的额外拷贝。
为了变得普遍，一种基因变异可能需要提供某些优势。
“因此，一种假设是：拥有更多AMY1拷贝的人可能能够更好地处理富含淀粉的食物，包括土豆，”布法罗大学博士生、该研究的共同主要作者Luane Landau说。
“那些天生具有更高AMY1拷贝数的个体可能比没有这种特征的个体更有优势，并在几代中留下更多后代。随着时间的推移，这可以解释为什么与高AMY1拷贝数相关的基因版本在今天的安第斯人群中变得更常见，”Landau说。
土豆代表了一种可靠的食物来源，是一种在他们居住的高海拔地区茁壮生长的作物。
“它们是古代安第斯饮食中卡路里的主要来源之一，”布法罗大学博士生、该研究的共同主要作者Kendra Scheer说。
土豆曾是印加食物供应的核心。在16世纪西班牙征服印加帝国后，它们被带到欧洲和世界其他地区。
“它们在全球烹饪中的广泛传播证明了它们广受欢迎，”Bigham说。
在安第斯高地以及秘鲁其他地方的市场，克丘亚语使用者售卖各种颜色的土豆，包括紫色、蓝色、红色、金色、白色甚至黑色。
“在秘鲁，有大约3000到4000种不同的土豆，但世界上大多数人只能接触到少数几种品种。因此，存在着一个‘炸薯条’的多样世界，”Scheer说。
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