文_猫乱
普林斯顿大学教授、考古学家柏伽基（Peter Bogucki），1970年代在波兰中部平原工作时，从一处新石器时代的遗址挖掘出了一些奇特的器皿——缀满小孔的陶器的碎片。那是约7000年前生活在这里的中欧第一批农民留下的。查阅文献之后，柏伽基发现这种陶器在线纹陶文明中很常见，其形状让他联想到制作奶酪使用的筛子，但是他没能想出合适的验证办法。
直到2011年，英国布里斯托大学的地球化学家罗菲特（Mélanie Roffet-Salque）取出了这些陶片，分析了保存在粘土孔洞中的脂肪残留物。他在碎片上发现了丰富的乳脂，表明早期农民把陶器做成筛子，将牛奶中富含脂质的固体物质和乳清分离。这是目前已知最早的有关奶酪制作的物证。
该发现是LeCHE（Lactase Persistence in the early Cultural History of Europe）研究成果的一部分。这个耗资330万欧元的项目于2009年启动，许多考古学家、化学家和遗传学家参与其中。他们的发现阐明了意义深远的问题：奶制品影响了人类对欧洲大陆的开拓和定居。
在距今最近的第四纪大冰期，由于乳糖酶基因的缺失，牛奶对成年人来说还是种毒药。在较早进入农耕社会的中东，人们学会了用发酵牛奶制成奶酪或酸奶的方式，降低乳制品中的乳糖含量。又过了几千年，一个特定的基因突变扩散到了整个欧洲，使人类获得了产生乳糖酶能力。这一变化为人类开辟了丰富的营养来源，使人们得以度过漫漫寒冬和歉收的年头。
这场牛奶革命，可能是来自中东的农牧民横扫欧洲大陆，并取代在这里存在了上万年的狩猎采集文明的主要原因。伦敦大学学院（UCL）的群体遗传学家托马斯（Mark Thomas）说：“从考古学的角度看，南部人口蔓延至欧洲北部的速度非常快，大部分欧洲人可能都是欧洲最早具备乳糖耐受性的农民的后代。”
突变
婴幼儿几乎都能分泌乳糖酶，消化并吸收母乳中的乳糖。但随着他们逐渐长大，多数人的乳糖酶基因都会关闭，只有35%的人在七八岁之后还能大量饮用牛奶。对于亚洲和非洲的乳糖不耐受人群，300ml牛奶就有可能导致反胃、胀气乃至严重腹泻。
大部分保留了大量喝牛奶能力的人，其祖先都可以追溯到欧洲。欧洲人的乳糖耐受性，似乎与乳糖酶基因附近基因组区域的单一核苷酸突变（胞嘧啶C变为胸腺嘧啶T）有关。此外，西非、中东和南亚也存在因突变产生乳糖耐受性的人群。
根据托马斯的估算，这种突变在欧洲发生的时间相对较晚。他调查了现代人群中的遗传变异，并通过计算机模拟相关基因突变在古代人口中的扩散路径。乳糖耐受基因，又被称为LP等位基因，大约于7500年前出现在广阔肥沃的匈牙利平原，也就是当今的奥地利、匈牙利、斯洛伐克一带。
LP等位基因在进化中的优势十分明显，根据2004年一项研究的估计，拥有该突变的人群，所生育的后代比普通人多出19%。托马斯说：“至今还未发现其他人类基因具有如此强势的选择力量。”重复选择几百代之后，这种优势最终使得乳糖耐受基因席卷整个欧洲大陆。但科学家认为，这种优势只有在人群有鲜奶来源并摄取奶类时才能发挥。托马斯说：“这就是基因和文化的协同演变，它们之间相互促进。”
为了调查这段演化历史，托马斯与德国美因茨大学的古遗传学家伯格（Joachim Burger）等合作，组织了名为LeCHE的交叉学科项目，这个缩写也恰好是西班牙语中的“牛奶”一词。
祖先
在分子生物学、考古学和古陶化学的融合中，LeCHE的参与者也希望解决另一个问题，即现代欧洲人的起源。“这是考古学中一个经久不衰的问题”，托马斯说，“我们究竟是中东农民还是本地土著的后代？”是这些欧洲本地的狩猎采集者逐渐学会了农耕和畜牧，还是由于基因和技术的优势，外来的农业殖民者在和本地人的竞争中淘汰了后者？
后一种观点长久以来被认定“不可能”，大多数学者认为博斯普鲁斯海峡是道难以逾越的天堑，大规模的迁徙实在难以想象。德国考古学家鲁宁（Jens Lüning）的观点代表了早期的业内主流：一小部分中东移民，以近乎传教的“和平合作”方式，将播种和畜牧的方法带到了中欧，新石器时代的农民仍然是中石器时代的本地狩猎采集者后裔。
然而，来自LeCHE的最新证据却指向了完全相反的结论。伯格在前期的研究中就发现，欧洲新石器时代遗址中的家牛与中东地区的牛类亲缘关系最近，与本土的欧洲野牛亲缘较远。这说明，外来的畜牧者将中东家乡的牛引入了欧洲，而不是试图重新驯化本地的品种。并且，他们还有意识地避免家牛与当地野牛交配，以保持其血统纯正。
同时，伯格对中欧的古人类DNA的研究也发现，入侵者的DNA，与欧洲大陆中石器时代的先民属于完全不同的遗传品系。换句话说，两个民族之间完全没有融合的迹象。
这并不令人惊奇。原住民大约4.6万年前就来到了欧洲，与尼安德特人共处。但直至中东农民入侵，他们的生活方式仍然很原始，兽皮裹身，泥屋御寒。而同一时期外来农民的文明程度，较之高出许多：根据出土陶俑的造型，农民有完整的衣裤、帽子，男人普遍刮胡子，女人会染发并饰以蜗牛壳。
伯格推测，那时的部落中可能有着禁止异族通婚的严苛律法。此外，两个民族拥有不同的语言和宗教，冲突几乎是必然的。考古学家们在线纹陶文明的遗址中发现了纵火的痕迹。1983年在德国发现的遗址“塔尔海姆尸坑”（Talheim Death Pit）中，同一部落的34人在睡梦中被集体屠杀。
所有这些证据都表明，欧洲中石器时代的狩猎采集者并没有进化为农民，而是逐渐地被来自中东的外族取代了。
从奶酪到鲜奶
中东的乳制品业可以追溯到此地居民首次驯养动物的时候，即1.05万年前。这时的中东刚刚完成新石器革命，即狩猎采集业向农牧业的转变，获取乳制品很可能是他们开始捕捉和饲养牛羊的原因之一。
这比LP等位基因的出现还早了几千年，好在古代牧民找到了降低牛奶中乳糖含量的办法：将其制成酸奶或奶酪。发酵奶酪如希腊羊奶酪和切达奶酪，其中的乳糖含量已经所剩无几，而帕玛臣干酪中几乎不含乳糖。
为了验证这个理论，LeCHE研究员在古代陶器上做了化学测试。粗糙多孔的陶片内含有充足的残留物，让研究人员得以区分被烹调的食物类型：肉类或乳制品，牛、绵羊和山羊等反刍动物，或是其他动物。
他们在新月沃地出土的、至少有8500年历史的陶器上找到了乳脂。罗菲特对波兰陶器的研究工作也证明，约6800年至7400年前，欧洲牧民开始生产奶酪以补充他们的饮食。到那时为止，奶制品已成为新石器时代居民食谱的一部分，但畜牧业还不是经济的主导部分。
由于需要乳糖耐受性的广泛传播作为基础，直接饮用牛奶的习俗发展得更晚一些，在LP等位基因出现后，又经过了一段时间才在人群中普遍起来。伯格研究了古人类DNA样品，推断出这种突变出现在德国北部的时间是6500年前。
中东农牧民的强大基因，以及耕种和放牧技术，使得他们的竞争力远远超出当地的狩猎采集者。随着他们向北推进，LP等位基因也在人群中扩散开来。
乳糖耐受性在欧洲南部的传播却没那么容易，因为早在这种突变出现以前，新石器时代的农民们就已经在这里定居了。但随着迁移人口的迅速增长，LP等位基因的频率也得到了提高。这种扩张模式至今仍有迹可寻，在欧洲南部，乳糖耐受性相对少见，希腊和土耳其人口中，这一比例低于40%。而在不列颠群岛和斯堪的纳维亚半岛，超过90%的成年人都能消化牛奶。
基因的历史
到了新石器时代晚期、青铜时代早期，即约5000年前，LP等位基因在欧洲北部和中部的大部分地区已经十分普遍，牧牛业占据了主要地位，牛骨在这一时期的遗址中占到了动物骨骼的三分之二以上。
不过，让LeCHE的科学家仍感困惑的是，摄取牛奶的能力为何能在这些地区带来如此大的优势。托马斯提出，随着人们向北迁移，饮用牛奶成了抵御寒冷和饥饿的有力手段。乳制品特别是鲜奶，在较寒冷的地方可以保存更久，且无论季节与收成好坏，都能为人们提供充足的热量和丰富的营养。
也有人认为牛奶的优势在于其中丰富的维生素D，可以帮助人们预防佝偻病一类的疾病。人体只有在阳光照射下才能合成维生素D，这在北方的冬天里很难得到满足。然而，乳糖耐受性在阳光充足的西班牙也普遍存在，这使得这种推测仍然存疑。
对于交叉学科在考古学方面的应用，LeCHE项目提供了一个典范。伦敦大学古遗传学家巴恩斯（Ian Barnes）评价说，“考古学、古人类学、古代DNA和现代DNA、化学分析，所有这些学科合力解决一个问题。饮食变迁的很多相关问题都可以这样研究。”
例如，科学家们对淀粉酶的起源就十分感兴趣，它的出现和谷物种植的广泛传播究竟孰先孰后？以及乙醇脱氢酶的演化，和人类对酒精最初的渴望之间，究竟有着怎样的关系？随着生物科技的发展，人类基因的演进历史也会逐渐被揭开。
（来源：《自然》杂志）
Q+A
你所不知道的牛奶
Q 为什么有人喝牛奶会不消化？
部分人群不能分泌乳糖酶，导致乳糖无法在小肠中消化或者消化不完全，进入大肠后被大肠中的细菌利用，产生有毒代谢物，就会引起乳糖不耐症状，如恶心、腹胀、腹泻等。大部分亚洲人缺乏乳糖耐受基因，乳糖酶活性在成年之后会下降或消失。也有少数案例与后天感染及生活习惯相关。
对于乳糖不耐受的成人，可以食用酸奶、发酵乳、奶酪等替代，也可以饮用特制的不含乳糖的牛奶（lactose-free milk）。
Q 为什么不建议给1岁以下宝宝喝牛奶？
1岁以内的婴儿并不能完全消化鲜牛奶，其中丰富的蛋白质（尤其是酪蛋白）和矿物质会对婴儿的未成熟的肾脏造成严重负担。同时，牛奶中的铁和维C含量不能满足婴儿的需要，严重的会导致缺铁性贫血。牛奶中的乳脂成分对婴儿也不太健康。此外对于过敏体质的婴儿，饮用牛奶还可能导致过敏反应。因此，请务必选用婴儿配方奶粉，或者施行母乳喂养。
Q 酪蛋白致癌是怎么回事？
这个结论来自康奈尔大学的坎贝尔（T. Colin Campbell）教授，研究对象是已经通过大剂量黄曲霉素（一种强致癌物）诱导出了癌变细胞的大鼠，其中酪蛋白是大鼠唯一的蛋白质来源，这和人们的膳食结构完全不同。这种严格控制条件的动物对照实验，意义主要在于指导进一步的研究，对大众饮食并无参考价值。由于坎贝尔的结论迎合了素食主义者和动物权益保护者的理念，因而被他们广泛用于反对乳制品的宣传。
根据世界癌症研究基金会（WCRF）和美国癌症研究所（AICR）2007年联合发布的报告，目前没有任何有说服力的证据表明，牛奶有提高或降低癌症风险的效果。事实上人类乳汁中同样含有酪蛋白，若因“致癌”放弃乳制品，无异于因噎废食。
Q 什么人该喝脱脂牛奶？
脱脂或低脂牛奶是以物理方法去除牛奶中的脂肪成分，一些脂溶性维生素也会随之失去，因此通常会重新添加维A和维D等。一杯（250mL）全脂牛奶的饱和脂肪含量几乎占到成年人每日需求的1/4，因此对于“三高”人士、心脑血管疾病患者，以及想要保持身材的人们来说，脱脂牛奶是比较好的选择。另外，人体对脱脂牛奶中钙的吸收率也大幅高于全脂牛奶，对老年人特别是绝经的妇女更为有益。
而对于幼儿和青少年来说，全脂牛奶含有一些必需脂肪酸，营养更为全面。全脂牛奶还能够提高备孕期妇女的受孕几率。
Q 常温奶、巴氏奶和奶粉的营养成分有什么区别？
常温奶（UHT，即超高温瞬时灭菌）、巴氏奶（低温奶）和奶粉（包括复原乳）三者，钙质和其他主要营养成分都没有明显差别。如果一定要挑出个最佳，当属含有较多活性酶、营养成分破坏最小的巴氏奶。
Q 煮牛奶时的“奶皮”有营养吗？
奶皮主要是脂肪上浮形成的，其中也含有少量包裹脂肪的蛋白质，以及一些脂溶性维生素，绝大部分的钙质和蛋白质仍然保留在液态奶中。若为健康考虑，弃去奶皮反而是更好的选择。喜爱“奶皮子”的香味又不怕胖的人，则可尽情享用。部分市售牛奶由于进行了均质处理，即使煮沸也不会起皮了。
Q 豆浆能代替牛奶吗？
豆浆中的蛋白质含量也很丰富，且富含卵磷脂，但钙含量却远不及牛奶，大约100克干黄豆中所含的钙质才相当于一杯250ml的牛奶。豆浆不能补钙，但传统的石膏或卤水豆腐却是很好的钙质来源（内酯豆腐不在此列）。此外菠菜、白菜等蔬菜也能补充钙质。牛奶中的所有营养成分都能通过其他食物获得，只要注重营养均衡，不喝牛奶也是可以的。
Q 提高牛奶产量的生长激素对人体有害吗?
rbGH即“重组牛生长激素”，在一些国家被允许注射入母牛体内，以提高产奶量。生长激素也会因此进入牛奶，但并不会被人体直接吸收，因此对健康没有影响。生长激素的使用也会提高牛奶中IGF-1，即“类胰岛素样生长因子I”的含量。一些流行病学研究显示IGF-1似乎与前列腺癌有一定关系，但由生长激素导致的IGF-1含量提高十分微弱，并且经过加热、消化、吸收之后，IGF-1也失去了生物活性。
由于注射了生长激素的母牛更容易患乳腺炎，加拿大和欧盟目前禁止使用生长激素，主要是考虑到可能由此带来的抗生素用量增加，以及动物福利。对于生长激素的安全性，他们并没有异议。
Q 酸奶和奶酪的营养成分和牛奶有什么区别？
酸奶经过了乳酸菌的发酵，其中的乳糖转化为了葡萄糖、半乳糖和乳酸，蛋白质部分水解了，B族维生素的含量也更加丰富。与牛奶相比，更适合乳糖不耐的人群，也更加不容易引起过敏。部分活的乳酸菌还会到达肠道，帮助消化和恢复肠道正常菌群。和牛奶不同，六个月以上的婴儿就可以酌情添加酸奶作为辅食。
天然奶酪中的钙含量非常高，是等重量牛奶的8-10倍。再制奶酪则由于经历了再加工，具体营养价值需参考成分表。
Q 牛奶做面膜能美白吗？
牛奶中确实含有美白成分，即烟酰胺，又称维生素B3。烟酰胺能够击退黑色素，并消释肌肤炎症，对粉刺有特效。根据纽约大学医学院的研究，烟酰胺的外敷浓度要达到4％-5%才有明显的美白效果，而牛奶中的烟酰胺含量微乎其微，无论是拿来敷面膜还是饮用，都没法让人变白。
（部分内容来自果壳网、科学松鼠会）