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。