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從基因突變頻率到身高變化:人類一直在不斷演化
新浪科技訊 北京時(shí)間2月12日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,細(xì)菌的增殖速度極快,這一點(diǎn)在它們傳播疾病時(shí)著實(shí)惱人,但在研究生命演化的機(jī)制時(shí)又非常有用。在含有足夠數(shù)量細(xì)菌的培養(yǎng)皿里滴入抗生素,幾天之后,你就可以找到一個(gè)剛好具有抗藥性的細(xì)菌,而它會(huì)迅速繁殖,重新占領(lǐng)培養(yǎng)皿。這就是人工控制下的自然選擇。至少在某種程度上,地球上每一種生命其實(shí)都在不斷地演化。但是,對(duì)于那些“更新?lián)Q代”速度遠(yuǎn)不如細(xì)菌的物種而言,想觀察到演化過程就不那么容易了。
在發(fā)表于《PLOS 生物學(xué)》(PLOS Biology)期刊上的一項(xiàng)大規(guī)模研究中,科學(xué)家對(duì)215000人的DNA進(jìn)行了分析,追蹤了800萬個(gè)基因突變,以確定哪些遺傳變異的頻率正在改變。他們發(fā)現(xiàn),許多基因——包括一個(gè)能使人更易患上阿茲海默癥的基因變型——在年老人群中正變得不那么普遍,即使這些基因看起來不會(huì)直接影響生育。如果某個(gè)突變不能使人順利生下后代,那它所引起的遺傳改變就無法在更大的人群中站穩(wěn)腳跟。由于阿茲海默癥患者通常在生育之后才開始出現(xiàn)癥狀,因此這一基因突變似乎不應(yīng)該被選擇。類似的,會(huì)使人更容易出現(xiàn)哮喘、高膽固醇、高BMI(身高體重指數(shù))或冠狀動(dòng)脈疾病的基因似乎都在變得沒那么常見。
研究者認(rèn)為,這可能是因?yàn)檫@些易患病的體質(zhì)影響了人們更早生育的傾向性——以非常微妙的方式。你需要很大的樣本量來檢測(cè)這種微小的影響,因此即使如此大規(guī)模的研究也無法給出確切的答案。另一種可能是所謂的“祖母假說”,即如果活得足夠久,你就能幫助照顧你的孫子女,使他們更可能存活下來,從而確保你自己的基因更可能傳遞下去。如果祖母假說影響著人類的演化,那隨著時(shí)間推移,導(dǎo)致生命晚期發(fā)生疾病的基因變得越來越少見就能說得通了。
所有這些都是證明我們作為一個(gè)動(dòng)物物種依然在繼續(xù)演化的關(guān)鍵證據(jù),而且也很容易解釋為什么我們沒注意到演化的發(fā)生。演化并不是在一代人時(shí)間里突然就出現(xiàn)了少數(shù)“變異人”,而是像導(dǎo)致阿茲海默癥的突變隨時(shí)間推移逐漸出現(xiàn)了非常輕微的減少。這一過程極為緩慢。
我們?cè)径既樘遣荒褪?/strong>
為了真正看到演化的效應(yīng),你必須找到那些已經(jīng)在人類身上十分常見的特征,然后追溯它們的歷史,分析它們?nèi)绾巫兊贸R?。喝牛奶的能力就是一個(gè)經(jīng)典的例子。
大多數(shù)人原本在嬰兒期之后都喝不了牛奶——今天大多數(shù)成年人還是無法真正消化牛奶。當(dāng)我們還是嬰兒的時(shí)候,編碼乳糖酶(lactase)的基因會(huì)啟動(dòng),幫助消化乳糖(牛奶的主要成分之一)。隨著年齡的增長(zhǎng),編碼乳糖酶的基因原本應(yīng)該關(guān)閉功能。然而,幾千年前,在世界的某些地區(qū),能喝牛奶而不生病逐漸成為了一種優(yōu)勢(shì)。雖然還無法完全確定,但科學(xué)家推測(cè)這可能與牛奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和容易獲得的特點(diǎn)有關(guān)。有證據(jù)顯示,歐洲人制作奶酪的歷史要比他們發(fā)展出消化乳糖的能力早了大約4000年。少數(shù)幸運(yùn)者恰好獲得了乳糖酶基因的突變,從而能在嬰兒期過后還一直保持基因開啟狀態(tài),進(jìn)而可以在后來的人生中食用大量的奶制品。這些人往往能獲得更好的工作,并養(yǎng)育一大群孩子,而他們的后代也獲得了同樣的突變,這種遺傳變異就這樣傳播開來。
荷蘭人的身高天賦
更近時(shí)期的例子是荷蘭人的身高。同樣的情況也發(fā)生在斯堪的納維亞半島上,但荷蘭人尤為突出。目前荷蘭人的平均身高為1.83米,比200年前的普遍身高高了20厘米。事實(shí)上,由于營(yíng)養(yǎng)水平的提高,幾乎每個(gè)國(guó)家的平均身高都出現(xiàn)了增長(zhǎng),但荷蘭人的增長(zhǎng)速率快得驚人。舉例來說,美國(guó)人的平均身高在200年間只增長(zhǎng)了6.1厘米。為什么會(huì)這樣?原因正是荷蘭女性對(duì)高個(gè)子男性的青睞。
在荷蘭,高個(gè)子男性擁有與矮個(gè)子同胞更多的子女,因此后代中高個(gè)子的比例就越來越高。中等身高的荷蘭女性往往比高挑女性更容易找到伴侶,因而(以平均而言)養(yǎng)育的孩子最多。身為中等身高的女性意味著許多男性的身高都比你高,而這一點(diǎn)恰恰讓荷蘭女性覺得很有魅力(再次說明,這是平均而言,無意冒犯那些對(duì)矮個(gè)子男性或高個(gè)子女性或其他任何人有所好感的荷蘭女性)。如果你是一位高個(gè)子女性,尋找到比你更高的男性難度會(huì)很大,但對(duì)于找到伴侶的高個(gè)子女性,她們最終養(yǎng)育的孩子卻是最多的(平均而言)。因此,可以說整個(gè)荷蘭的生育趨勢(shì)就是竭盡所能地生出越來越高的后代。
這些例子現(xiàn)在看起來顯而易見,因?yàn)槲覀兛梢杂H眼觀察到這些特征。有朝一日,我們或許能同樣清晰地識(shí)別出那些今天剛開始發(fā)生改變的基因。大自然唯一不變的就是改變。基因總是在突變,其中一些突變會(huì)成為生存優(yōu)勢(shì)。隨著時(shí)間推移,幾乎一切都會(huì)發(fā)生改變,或大或小,而我們只需要對(duì)此保持關(guān)注。(任天)
編輯:趙彥
關(guān)鍵詞:基因突變 身高變化 人類演化