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从基因突变频率到身高变化:人类一直在不断演化

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北京时间2月12日消息,据国外媒体报道,细菌的增殖速度极快,这一点在它们传播疾病时着实恼人,但在研究生命演化的机制时又非常有用。在含有足够数量细菌的培养皿里滴入抗生素,几天之后,你就可以找到一个刚好具有抗药性的细菌,而它会迅速繁殖,重新占领培养皿。这就是人工控制下的自然选择。至少在某种程度上,地球上每一种生命其实都在不断地演化。但是,对于那些“更新换代”速度远不如细菌的物种而言,想观察到演化过程就不那么容易了。

在发表于《PLOS 生物学》(PLOS Biology)期刊上的一项大规模研究中,科学家对215000人的DNA进行了分析,追踪了800万个基因突变,以确定哪些遗传变异的频率正在改变。他们发现,许多基因——包括一个能使人更易患上阿兹海默症的基因变型——在年老人群中正变得不那么普遍,即使这些基因看起来不会直接影响生育。如果某个突变不能使人顺利生下后代,那它所引起的遗传改变就无法在更大的人群中站稳脚跟。由于阿兹海默症患者通常在生育之后才开始出现症状,因此这一基因突变似乎不应该被选择。类似的,会使人更容易出现哮喘、高胆固醇、高BMI(身高体重指数)或冠状动脉疾病的基因似乎都在变得没那么常见。

研究者认为,这可能是因为这些易患病的体质影响了人们更早生育的倾向性——以非常微妙的方式。你需要很大的样本量来检测这种微小的影响,因此即使如此大规模的研究也无法给出确切的答案。另一种可能是所谓的“祖母假说”,即如果活得足够久,你就能帮助照顾你的孙子女,使他们更可能存活下来,从而确保你自己的基因更可能传递下去。如果祖母假说影响着人类的演化,那随着时间推移,导致生命晚期发生疾病的基因变得越来越少见就能说得通了。

所有这些都是证明我们作为一个动物物种依然在继续演化的关键证据,而且也很容易解释为什么我们没注意到演化的发生。演化并不是在一代人时间里突然就出现了少数“变异人”,而是像导致阿兹海默症的突变随时间推移逐渐出现了非常轻微的减少。这一过程极为缓慢。

我们原本都乳糖不耐受

为了真正看到演化的效应,你必须找到那些已经在人类身上十分常见的特征,然后追溯它们的历史,分析它们如何变得常见。喝牛奶的能力就是一个经典的例子。

大多数人原本在婴儿期之后都喝不了牛奶——今天大多数成年人还是无法真正消化牛奶。当我们还是婴儿的时候,编码乳糖酶(lactase)的基因会启动,帮助消化乳糖(牛奶的主要成分之一)。随着年龄的增长,编码乳糖酶的基因原本应该关闭功能。然而,几千年前,在世界的某些地区,能喝牛奶而不生病逐渐成为了一种优势。虽然还无法完全确定,但科学家推测这可能与牛奶的营养价值和容易获得的特点有关。有证据显示,欧洲人制作奶酪的历史要比他们发展出消化乳糖的能力早了大约4000年。少数幸运者恰好获得了乳糖酶基因的突变,从而能在婴儿期过后还一直保持基因开启状态,进而可以在后来的人生中食用大量的奶制品。这些人往往能获得更好的工作,并养育一大群孩子,而他们的后代也获得了同样的突变,这种遗传变异就这样传播开来。

荷兰人的身高天赋

更近时期的例子是荷兰人的身高。同样的情况也发生在斯堪的纳维亚半岛上,但荷兰人尤为突出。目前荷兰人的平均身高为1.83米,比200年前的普遍身高高了20厘米。事实上,由于营养水平的提高,几乎每个国家的平均身高都出现了增长,但荷兰人的增长速率快得惊人。举例来说,美国人的平均身高在200年间只增长了6.1厘米。为什么会这样?原因正是荷兰女性对高个子男性的青睐。

在荷兰,高个子男性拥有与矮个子同胞更多的子女,因此后代中高个子的比例就越来越高。中等身高的荷兰女性往往比高挑女性更容易找到伴侣,因而(以平均而言)养育的孩子最多。身为中等身高的女性意味着许多男性的身高都比你高,而这一点恰恰让荷兰女性觉得很有魅力(再次说明,这是平均而言,无意冒犯那些对矮个子男性或高个子女性或其他任何人有所好感的荷兰女性)。如果你是一位高个子女性,寻找到比你更高的男性难度会很大,但对于找到伴侣的高个子女性,她们最终养育的孩子却是最多的(平均而言)。因此,可以说整个荷兰的生育趋势就是竭尽所能地生出越来越高的后代。

这些例子现在看起来显而易见,因为我们可以亲眼观察到这些特征。有朝一日,我们或许能同样清晰地识别出那些今天刚开始发生改变的基因。大自然唯一不变的就是改变。基因总是在突变,其中一些突变会成为生存优势。随着时间推移,几乎一切都会发生改变,或大或小,而我们只需要对此保持关注。

  文章来源: 新浪科技     责任编辑:曹旻  复制网址 打印 收藏   
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