酒精已经成为人类存在的一部分数千年了。酒精饮料是人类文化不可或缺的一部分。就像犹太教和基督教仪式中饮用的葡萄酒一样,这些饮料具有仪式和宗教用途。直到十九世纪,啤酒、白兰地、朗姆酒或格罗酒是水手们在漫长航行中代替停滞不流动的水的首选饮品。酒精是一种社交润滑剂、麻醉剂和防腐剂。它是世界上使用最广泛的药物之一,自大约9000年前农业出现以来就已被制造出来。 这种药物——一种令人陶醉的毒药——是如何成为人类存在如此重要的一部分的呢?
一项新的研究发现,我们祖先在大约一千万年前获得了消化酒精的能力,这发生在人类、黑猩猩和大猩猩的共同祖先中,当然也远早于我们学会制造酒精。这表明酒精成为人类饮食的一部分比之前认为的要早得多,并且这种方式对人类物种的生存具有重大意义。
人类身上携带着他们祖先饮食习惯的基因特征。使新的食物来源成为可能的基因变异可以为拥有这些变异的人提供巨大的机会。例如,食用牛奶的能力是由于大约7500年前在早期欧洲人中出现的基因“乳糖酶持续性”变异。对于那些缺乏这种突变的人来说,牛奶中的乳糖是一种轻微的毒药,会引起类似于痢疾的症状。同样,消化酒精的能力可能是人类祖先饮食模式的基因特征:这种酒精耐受性可能使食用掉落在地上并开始自然发酵的过熟水果成为可能。由于很少有动物能够耐受酒精,这将为我们的祖先提供丰富的食物来源,而竞争者却很少。这也可能促成了向陆地而非树栖生活的转变。
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摄入酒精后的分解是一个复杂的过程,涉及许多不同的酶。摄入的大部分酒精在肠道和肝脏中分解。这项研究的重点是ADH4酶,因为它在肠道中含量丰富,并且在阻止摄入的酒精进入血液方面起着重要作用。对来自人类亲属(远至树鼩)的ADH4进行了测试,以了解它们消化酒精的能力。在人类、大猩猩和黑猩猩中发现的ADH4形式被发现比在更原始物种中发现的形式清除酒精的效率高40倍。ADH4还可以消化植物产生的化学物质,以阻止动物以它们为食。然而,随着消化酒精能力的增强,消化许多其他化学物质的能力降低了。这表明含有酒精的食物更为重要。
虽然ADH4是消化酒精最重要的酶之一,但它不是唯一的酶。另一种相关的酶ADH3也促成了酒精的分解。女性通常这种酶的活性水平较低,导致她们在摄入高剂量酒精后血液中的酒精水平高于男性。ADH4也不是唯一可能帮助人类适应酒精消费的酶:一种肝酶(ADH1B)的变体,在稻米种植期间在东亚人群中出现,可能作为对稻米发酵的适应。(有趣的是,其他动物也采用了自己的策略:树鼩科的一种动物使用不同的酶,能够食用棕榈树花朵中发酵的花蜜——相当于每天喝10-12杯葡萄酒,而没有明显的醉酒迹象。)
由于人类依靠ADH4作为消化酒精的主要手段,他们也容易宿醉。ADH4和类似的酶通过将酒精转化为另一种化学物质乙醛来消化酒精,乙醛会导致皮肤潮红、头痛和其他过度放纵的症状。现代酒精消费被描述为“进化性宿醉”,是对食物来源中适量酒精的一种适应,一旦我们学会如何以高浓度形式制造酒精,这种适应就使人类容易酗酒。事实上,ADH4的基因变异与酒精和药物依赖性有关,尽管还有许多其他基因可能会影响对酒精依赖性的易感性。无论ADH4在酒精成瘾中扮演什么角色,很明显,我们与酒精的复杂关系可以追溯到数百万年前,并且实际上在我们成为人类之前就开始了。