對于年人均收入超過1萬美元的城市化、富裕的社區和國家來說，情況尤其如此，在這些地方超市供應大部分食物。

存在于頭發、指甲和骨頭中的氮和碳的同位素組成發生了變化，這使得今天的人類彼此更加相似，但與工業化農業出現之前的祖先卻相去甚遠。

該研究的作者說，這種脫離天然復雜食物鏈的飲食的問題在于，人體系統在面臨威脅時沒有適應力。

“告訴我你吃什么，我就會告訴你你是什么，”法國律師讓·安瑟姆·布里亞特·薩瓦蘭(Jean Anthelme Brillat-Savarin)在他1826年的著作《生理學》(physiology du Goût)中寫道。破譯人體密碼的科學家們發現，情況確實如此。

現在，一項對人類頭發和指甲化學特征的分析表明，隨著越來越多的食物被大批量生產，我們開始變得越來越“相似”。如果不是在肉體上，那就是在骨頭里。

最近在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上以第一作者發表了一篇論文的邁克爾·伯德(Michael Bird)表示:“對國際糧食分配和農業工業化的依賴已經改變了整個人類的化學成分。”論文中發現，只有依靠自給農業的社區能逆勢而上。

這種變化在城市化和富裕的社區尤其明顯。在人均年收入超過1萬美元的國家，超市供應大部分食品。現代飲食的另一個特點是依賴小麥、玉米、大米和少量其他淀粉類谷物。

北美的一家超市。圖片由Flickr提供。

考古學家經常從骨骼遺骸中得出關于過去飲食的結論。伯德和他的合作者分析了當今人類的頭發和指甲樣本，并將其與1910年以前人類飲食的考古數據進行了比較。正是在那個時候，合成氮肥，工業化農業的支柱之一，得到了廣泛的使用。

研究人員特別觀察了尸體中氮和碳的不同同位素的比例。同位素是同一種元素質量不同的形式。通過研究這些比率，科學家可以得出關于人們所吃食物的結論。

就氮基肥料而言，氮同位素的比例反映了它們在大氣中的比例，而不是存在于天然肥沃土壤中的比例。當固氮微生物從大氣中提取氮時，它產生的兩種同位素的比例與化肥的不同。

當植物從土壤中吸收氮時，它們以固定比例吸收兩種穩定的氮同位素。這個比例隨著營養物質通過其他生物體的腸道進入食物鏈而改變。較輕的氮更可能用于身體功能，并作為廢物排泄，但身體會保留較重的同位素。因此，更重的氮同位素在從獵物到捕食者的上升過程中幸存了下來。

對于那些在工廠化農場供貨的大型超市購買食物的人們來說，氮同位素值在人群中通常較低，且處于較窄的范圍內。如果你吃的是大型工業化農場的牛肉，或者是施了化肥的單一栽培作物，營養物質就會通過人為縮短的途徑到達你的體內。

伯德說:“我們在某種程度上縮短了史前人類或仍以自給自足的方式生活的人們制作食物的許多自然過程。”

反過來，碳同位素揭示了人們消費的食物類型:富含玉米的飲食或以大米為主食的飲食將在人體組織中留下不同的碳同位素信號。分析發現，碳同位素值的范圍今天也縮小了，因為我們吃的是類似種類的食物。

“我們知道，過去100年來，由于研究和政策主要集中在少數幾種主要作物——谷物、油籽和糖——上，全球農業生產和糧食消費模式縮小了，”德國哥廷根大學(University of Goettingen)的農業經濟學家馬丁·加伊姆(Matin Qaim)說，他沒有參與這項研究。“當然，對現代大多數人來說，從野生植物中采集的食物——樹根、樹葉、漿果——的重要性也在下降。”

老撾市場上出售的酸橙、辣椒和水果。圖片:Rhett A. Butler/Mongabay

然而，依靠自給農業的社區的同位素比率與1910年前的人類飲食相似。

就健康而言，這未必是好事或壞事。“本文的作者表明，在‘工業化農業’開始之前，人們的飲食總體上更加多樣化，但這并不意味著那時人們的營養狀況更好，”加伊姆說。

這種脫離自然復雜食物鏈的生存方式存在的問題是恢復力的喪失。食物鏈的簡化和對一級或二級食物鏈的過度依賴讓像伯德這樣的研究人員感到擔憂。他表示:“這表明，在很大程度上依賴工業化農業形式的技術是一種潛在的風險。”

諸如植物疾病、蝗蟲入侵或流行病之類的破壞可以使整個系統陷入混亂。不拆解工業、農業綜合體，就無法恢復到以前的生產方式。鑒于不斷膨脹的人口，這樣的運動也會破壞數百萬人的糧食安全。根據經濟歷史學家的說法，化肥的可用性首先是人口迅速增長的一個主要原因。

“農業生產和糧食消費形態應多樣化，即應在當地和全球生產和消費更多不同類型的作物。這對營養、健康和環境都有好處。”加伊姆說。“我們不能把農業技術倒退到100年前。我們需要技術，包括新技術來養活和滋養世界，但需要更多的多樣性和減少環境足跡。”