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人类加速进化?

撰文:约翰·霍克斯(John Hawks) 

约翰·霍克斯是威斯康星大学麦迪逊分校的人类学家,专门研究人类进化。

翻译:崔娅铭

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人具有主观能动性,对个体命运有着强大的控制能力。但许多人认为,技术进步让人类对抗和控制自然界的能力得到提升的同时也使自然选择对人类失去作用。

但事实并非如此。仅仅在刚刚过去的3万年间,人类社会就发生了许多重要的事件,如向新环境的大规模迁移、饮食习惯的大幅变化、全球人口的迅速增加等现象都为人类发展带来了独特的新变化,从而形成了一波快速的自然选择。人类进化并未停滞,反而比以前变得更快了。

“新新”人类

科学家对古人类骨骼的研究表明,人类的许多新特征都是在近期迅速产生的。大约1.1万年前,人类的生活方式开始从狩猎采集转变为农耕和烹调,解剖特征也就此发生变化。

乳糖耐受性的产生是人类对食物进化出适应性的一个例子,也是现今研究的最为透彻的进化现象之一。几乎人人生来就有制造乳糖酶的功能,这种酶可以分解乳汁中的乳糖,便于人类从中获得能量,而大多数人会在成年后失去这种能力。自人类开始食用乳制品之后,为了增强乳糖酶基因的活性,人类基因在最近的进化历程中至少发生过5次突变。

最为常见的是第5个突变。这种突变可以追溯到大约8000年前(或许有几千年的误差)的某一个人身上,集中分布在爱尔兰到印度的广大地区中,并且在北欧的发生率最高。该突变可以使成年人体内的乳糖酶基因一直保持开启状态。通过对5000多年前欧洲人骨骼中DNA的测序分析表明,该基因突变在出现几千年后仍未在这一地区扩散开来。

但在今天,这一地区已有几亿人携带耐受乳糖的基因突变,在人类基因库中的占有比例超过75%。这一现象表示,一个受到正向选择的新突变会以指数形式扩散,并经过很多代的传递,才能在一个人群中扩散开来;一旦得以扩散,它的发生率就会继续迅速增加,并最终成为“绝大多数”。

“年轻”的种族

人类刚开始进化时,皮肤、毛发和眼睛都是深色的,而随后发生的许多基因突变都让这些颜色在一定程度上变浅了。与乳糖酶基因一样,来自古人类的DNA也能够告诉我们上述突变的“年纪”:我们现在的皮肤、毛发和虹膜颜色都是在最近才以惊人的速度进化出来的。

科学家也会研究一些并不算明显的人类身体特征——比如耳垢。现在,世界上大多数人都有粘稠的耳垢,但许多东亚人的耳垢是干燥的片状物,并不会黏在一起。直到最近,遗传学家才弄清其中的原因:干燥的耳垢是ABCCII基因新近产生的一个突变所导致的。这个突变直到2~3万年前才出现,可以影响汗腺。如果一个人的耳垢干燥,体味也不重,就很可能带有这种ABCCII的新突变。

随机的力量

我们从前总将“进化”看作“好”基因取代“坏”基因的过程,但人类在最近一段时间内为了适应自然而发生的大多数变化都证明了随机性在进化中的重要性。有利突变并不会自发地延续下去,它取决于突变发生的时机以及获得突变的人群大小。

3000多年前,非洲人和印度人体内的血红蛋白基因发生了一种突变,产生一种名叫“血红蛋白S”的蛋白,使红细胞变得畸形,造成血管堵塞。带有这种基因的人会因此患上镰状细胞贫血。这种形状上的变化也能够削减疟原虫感染红细胞的能力。

另一个突变蛋白——血红蛋白E是一种目前在东南亚较为常见的突变。血红蛋白E能使人产生对疟疾的抵抗力,但不会像血红蛋白S那样带来严重的“副作用”。血红蛋白E似乎比血红蛋白S好得多,但为什么非洲人没有出现可以产生血红蛋白E的突变呢?

研究人员发现,血红蛋白S的存在会阻碍血红蛋白E的出现。体内仅有正常红细胞的人患上疟疾后,一个只具有微弱进化优势的新突变就能迅速普及开来。但已经有血红蛋白S“护体”的人,因疟疾死亡的风险会相对低一些。

由此看出,突变本身并非唯一的决定性因素,突变发生的时间同样非常重要。即便是一种不完美,甚至有着“副作用”的突变,也能在人类对抗疟疾的数千年中成为进化的“胜者”。

进化的未来

时至今日,人类依然在进化。科学家可以通过调查人类的健康和生殖趋势研究正在发生的进化过程。一项公共卫生研究项目——英国生物样本库的研究项目将对数十万人的基因型以及他们的终身健康进行追踪。之所以进行这样的研究,是因为基因的相互作用非常复杂,需要检测成千上万的追踪结果才能了解人类的健康究竟依赖于哪些基因突变。

未来的人类会进化成什么样?在过去的几千年里,不同地区的人群各自经历着不同的进化过程,但人类仍然保留着从祖先那里继承的大多数“旧”基因。同时,每年都有数以百万人在不同国家之间迁徙,这使得遗传信息正以前所未有的速度进行着交流融合。面对如此高的基因混合率,我们似乎可以预见,未来的人类将会出现更多特征。也许将来,单一的个体将表现出许多色彩斑斓的变异表型,我们的每一个后代都将是一副人类历史的鲜活拼图。


来源:万博