你比你的爷爷,或许多了一条动脉

作者: 罗丁豪

来源: 环球科学

发布日期: 2020-10-22

研究表明,人类仍在高速演化以适应环境变化,特别是在医学技术发达的今天。例如,遗存正中动脉的发生率稳步上升,显示人类可能正在适应现代环境。此外,疾病如疟疾和镰刀形红细胞贫血症,以及生活习惯如乳糖代谢和素食主义,也在推动人类演化。尽管有观点认为技术可能减缓人类演化,但现有证据表明,基因层面的可塑性仍在推动人类适应环境变化。

许多证据表明,在医学技术如此发达的今天,我们仍然在高速演化,从而适应瞬息万变的环境。查尔斯·达尔文1859年的著作《物种起源》揭示了复杂的自然界中生物繁衍生息的根本章法。达尔文在书中设想,只要在一个物种中存在可遗传的性状,这些性状又与个体的生存和繁衍有关,自然选择就能推动物种演化。带有有利的遗传性状的个体得以存活和繁衍,进而推动整个种群向着更适应环境的方向演化。

100多年过去了,经过更新迭代的演化理论已广为人知。如今,通过考古遗传学证据,我们知道包括尼安德特人在内的所有人类,20多万年前都在东非生存。不同的人类物种之间的遗传学差异,比其他动物不同物种之间的差异要小得多,这些遗传学证据致使许多学者认为,对于人类来说,演化已经放缓,甚至业已停止。

这背后的原因也很简单:随着人类医学的进步,弱肉强食、物竞天择的日子或许早已过去,人类已经不用为了繁衍和生存而改变自己的基因。

但事实真的是这样吗?近日,澳大利亚弗林德斯大学和阿德莱德大学的研究人员在《解剖学杂志》上发表论文,表示一种名为“遗存正中动脉”的现象,发生率正稳步上升。其结果是,最近100多年来,很多人多长出了一条血管。正中动脉位于前臂,在胚胎发育早期出现,为发育中的手部供血。

因此,在手部发育完善后,正中动脉会在一系列基因的调控下逐渐消退,为其他组织的发育腾出位置。自19世纪80年代以来,遗传学家就已经注意到,大约10%的人在成年后,仍然拥有这条遗存的正中动脉,这很可能是由于这些调控基因的表达被抑制了。

这项发表于《解剖学杂志》的新研究,检查了78名近期去世的人的前臂,并在其中发现了26例遗存正中动脉现象,占总数的33.3%。

也就是说,20世纪末出生的人拥有这条“新”血管的概率,是19世纪中旬出生的人的3倍。为了进一步巩固这个结论,研究人员分析了此前发表的47篇报告。这些报告囊括了从1846年到1997年出生的逝者中,前臂遗存正中动脉的发生率。他们发现,即使在考虑了多种可能造成偏差的因素后,这些报告中呈现的遗存正中动脉率仍呈逐步上升的态势。

相较于一个世纪前,如今的人们有三倍的概率会拥有这条遗存的正中动脉。

这篇论文的第一作者泰根·卢卡斯指出,遗存正中动脉的发生率表现出如此稳定的跨代增长,预示着这条“额外”动脉或许能让人类更适应当前的环境;遗存的正中动脉或能增强人类的前臂力量,使手部更不容易疲劳,还能在桡动脉与尺动脉出现紧急情况时,提供额外的供血。如果这条动脉能提高我们对环境的适应性,那么这个增加的趋势就将持续下去,到22世纪初,几乎人人都会拥有这一条“新”动脉。

这样的“微演化”足以让我们怀疑,直到现在,人类还是在以很快的速度演化。“我们在过去这一个世纪的演化速度,比之前250年任何时候的速度都快。”卢卡斯表示。人类的演化进行时正如卢卡斯所说的,近来许多证据都表明,人类演化的速率或许不但没有放缓,反而可能加快了。在这其中,最显著的例子之一当数疟疾和镰刀形红细胞贫血症在非洲地区人口中的演化。

镰刀形红细胞贫血症是一种遗传疾病,患者的红细胞会在一些情况下变成坚硬的镰刀形,并因此无法有效运输氧气。据一篇报告估计,截至2013年,全球已有将近18万人死于镰刀形红细胞贫血。这种疾病的遗传机制相对简单,只有携带两个隐性等位基因的人,才会罹患镰刀形红细胞贫血症。由于该疾病的致死性,隐性等位基因应在演化中逐渐淘汰,然而事实并非如此。

这很大部分要归因于携带该基因杂合子的人,对造成疟疾的疟原虫有很高的免疫程度。

疟原虫需要在蚊子体内发育,因此,疟原虫在非洲地区的肆虐与当地蚊子极高的活动密度有关,而蚊子的猖盛则源于非洲的农业:农业发展需要大量土地,这导致了伐木业的增长。伐木越多,蚊子得以栖息繁殖的区域也就越多,疟原虫也就越有传播的机会。在疟疾传播率高的区域,隐性等位基因的存留率更高,镰刀形红细胞贫血的发病率也更高。

由此可预见的是,随着人类逐渐攻克疟疾,隐性等位基因的出现频率会越来越低,镰刀形红细胞贫血的发病率也会趋向于0。这个基因的演化故事,说明疾病,尤其是致死性的疾病,仍在快速推动人类演化。与疾病相似的人类演化推动力,还有人类自己的生活习惯。

一篇2004年发表于《美国人类遗传学杂志》上的论文指出,青少年代谢乳糖的能力,通常在成年后就会消失;然而,在主要依赖于畜牧业、较常饮用牛奶的人类群体内,这种代谢乳糖的能力有更大概率持续到成年以后。

另一篇发表于《分子生物学与演化》的论文表示,甚至是近期才“风靡全球”的素食主义,也很有可能推动人类快速演化。

大多数人能从含肉膳食中直接获取长链多不饱和脂肪酸这类对大脑功能极其重要的分子;然而,素食者因为缺少直接的LCPUFA来源,必须利用FADS2,将植物中的ω-3和ω-6脂肪酸转化为LCPUFA。这项研究对比了印度浦那市234名居民和美国的311名居民的基因组。与美国的居民不同,浦那市的234名居民几乎全部是素食者。

研究人员发现,68%的浦那市居民在基因组中都含有一个能提高FADS2转化效率、使机体更高效地生产LCPUFA的变异;而在美国居民中,这个数字为18%。

事实表明,即使在医学和科学技术如此发达的今天,人类仍然需要用遗传学可塑性,与环境中的变化抗衡。然而,一些演化学家表示,未来人类是否会继续演化,仍然是一个没有答案的问题。

在2008年的一篇观点文章中,剑桥大学利弗休姆人类演化研究中心的杰伊·斯托克指出,或许在技术足够发达的未来,人类可以凭借行为和文化“缓冲”环境变化,进而放缓,甚至停止人类演化的脚步。但至今为止,大量证据说明,基因层面上的可塑性,或许仍在推动着人类适应瞬息万变的环境。

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