人类进化也提速

2009-11-25 06:41鸿
科学大众(中学) 2009年1期
关键词:染色体变异非洲

断 鸿

科学家对人类基因变异的最新研究成果推翻了以前的假设,即大约4万年前现代人类在非洲出现,从那以后人类几乎没有进化多少。研究数据表明:人类正在迅速进化,在过去的4万年里人类的进化速度加快了,特别是在冰期结束后的1万年里。我们已经不同于1000年前或2000年前的人了。

我们和古人已不同

犹他大学的古人类专家亨利·哈彭丁教授和其他几所大学的研究人员正在研究特定人群的基因变异,包括中国汉族人、日本人、非洲约鲁巴人和北欧人等。

我们知道,由于自然选择的结果,地球上的生物群体经历了进化,形成今天的生物世界。这种机制直到今天还在起作用,它引导动植物适应地球的气候变化,并在很多方面改变着人类。科学家通过研究成果发现,不同大陆上的人在基因上差别越来越大,而不是越来越相像。他们的另一重大发现是:人类基因组中有7%的基因正在加速进化。

之前,科学家曾认为,丰盛的食物使人类比以前更加容易生养,因此他们认为人类种族的进化已经停止。但今天的研究却发现,任何适应新环境的基因变异都会在各个族群内部迅速扩散,使那些有益于生存的变异基因传遍整个群体。人类进化速度非旦没有减慢,4万年前已经在加速,过去的5000年内加快了100倍。这意味着全球混血儿在不同的陆地加快步伐。他们不是混合一起的一种基因的同源种族。

今天的我们,与1000年或2000年前的古人有着明显的遗传差异,这或者能够解释海盗入侵者和他们的爱好和平的瑞典后裔之间的差异。过去我们一直被教条告知,这是由于文化影响造成的。但其实,大部分性情特点是受到基因和遗传影响的。

如何判断进化速度

研究小组对过去8万年的270个基因进行分析,来寻找自然选择的遗传学证据——有益的基因突变革命。从而找到那些导致人们疾病的基因,并进而应用于医疗事业。这项新研究仅针对被称为“单核苷酸多态性”(SPN)的特定的基因变化。这是一种在人群中广泛传播的染色体的单点变化。

什么是SPN呢?我们知道,染色体由DNA组成,DNA是一个缠绕的梯状结构,阶梯的每一级都由一个氨基酸“碱基对”组成,可能是G-C或A-T。在两个人的染色体中,平均每1000个碱基对,就能找到一处不同,这就是SPN。

试验检测的数据显示,在来自4个民族的270个人中,有390万SNP:中国的汉族、日本、非洲的约鲁巴人和北欧。

随着时间推移,染色体随机地打断并重组,从而创造新的染色体。如果出现了一个有益的突变,那么,这个染色体在人群中的复制情况将迅速增加,它将在一段时间内普遍出现在人体中。

研究人员根据这些原理来判断最近染色体是否有所进化。人类有23对染色体,父亲和母亲分别提供23对中的一半。如果一大群人的同一个染色体上有同样的SNP,这意味着这个染色体还没有断裂和重组。如果是很久以前就进化出来的,染色体应该已经断裂并重组了。

通过将观测数据和一个假设人类进化速度恒定的模型进行比较,研究人员发现,人类正在加速进化。相对进化速度恒定的模型的预测,试验发现了更多的SNP。按照今天非洲人的进化速度,如果从非洲在600万年前,人类和黑猩猩开始出现进化差异时算起,到今天,人类和猩猩之间的基因差异应该比实际高出160倍。所以,非洲的进化速度表明加速是近期发生的。

人口越多进化越快

研究人员分析了各大陆的人口变化历史,他们发现,基因突变模式的数据和人口越多进化越快的假设一致,人口巨大增长是基因变异的原因。

随着人口扩大与数量增加,有利于生存的基因发生变化。研究人员认为,过去1万年人体骨骼和牙齿的快速进化,是基因对饮食变化和各种疾病的回应。这些例子包括欧洲人吃的消化淀粉、脂肪酸、乳糖;非洲人身上出现的譬如疟疾、艾滋病、黄热病等疾病的抗体。“总之,过去的4万年里,基因的进化幅度加速很多,特别是冰河世纪未。”哈伯丁说。

与此同时,人类基因还努力进化以适应迅速变化的世界——11000年前,没有人种过地,没有人为家畜挤过奶,没有人在城市中生活过,基因进化帮助人类适应外界变化,而这样的人更有可能大量繁殖,并将这种基因变化传递给后代。例如,消化乳糖的能力到3000年前才变得普遍。现在,德国北方约95%的人具备消化乳糖的能力,同样的基因也在非洲的马赛人和芬兰的拉普兰人身上出现了。研究人员说:“这一进化速度的确十分迅速。”因为,在中国和非洲大部分地区的人当中,只有少数人在成年期可以消化新鲜牛奶。

人类将继续进化以应对新的疾病。抵抗感染性疾病的基因是人类基因中进化最为迅速的基因之一。祖先生活在欧洲城市中的人对天花的抵抗力更强,而生活在撒哈拉南部非洲的人则对疟疾的抵抗力更强。

人类的大脑则很可能在未来出现更大的变化。研究人员发现,人类大脑中控制葡萄糖代谢的基因是最新进化成的基因。可能正是这种进化使得人类大脑的体积达到我们最近的物种黑猩猩的大脑体积的2倍。这也能够解释为什么黑猩猩不会得糖尿病,而人类却会。

不会成为种族歧视的理由

2005年发布的一项研究说,德系的犹太人智商超过平均水平。这项研究成果曾引起争议。德系的犹太人是北欧血统,是中世纪欧洲的自然选择的结果。当时这些人迫于压力而从事金融、贸易、管理和税收工作。这些人中的成功者,变得富有而拥有了一个大家庭,从而让自己的基因更好的传递下去。当然,他们的智力也和诸如神经鞘脂贮积症和葡糖脑苷脂沉积病等在犹太人中较多的遗传疾病有关联。

这种研究很敏感。他们的研究,以及所有对人类遗传区别的研究,有人担心可能会破坏人人平等的原则,并引发种族主义和种族歧视。其他批评还包括诸如其研究结果在科学上的可信度,以及认为文化影响大于基因影响的争论。

哈彭丁说,人类遗传区别的研究“不可能变成种族歧视的正当理由。宪法并不是基于人们生物学的绝对平等的。无论人们属于哪一类人,都有自己的权利和机会。”

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