撰文：約翰·霍克斯（John Hawks）?

約翰·霍克斯是威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的人類學(xué)家，專門研究人類進(jìn)化。

翻譯：崔婭銘

 

 

人具有主觀能動性，對個體命運(yùn)有著強(qiáng)大的控制能力。但許多人認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步讓人類對抗和控制自然界的能力得到提升的同時也使自然選擇對人類失去作用。

但事實(shí)并非如此。僅僅在剛剛過去的3萬年間，人類社會就發(fā)生了許多重要的事件，如向新環(huán)境的大規(guī)模遷移、飲食習(xí)慣的大幅變化、全球人口的迅速增加等現(xiàn)象都為人類發(fā)展帶來了獨(dú)特的新變化，從而形成了一波快速的自然選擇。人類進(jìn)化并未停滯，反而比以前變得更快了。

 

“新新”人類

科學(xué)家對古人類骨骼的研究表明，人類的許多新特征都是在近期迅速產(chǎn)生的。大約1.1萬年前，人類的生活方式開始從狩獵采集轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)耕和烹調(diào)，解剖特征也就此發(fā)生變化。

乳糖耐受性的產(chǎn)生是人類對食物進(jìn)化出適應(yīng)性的一個例子，也是現(xiàn)今研究的最為透徹的進(jìn)化現(xiàn)象之一。幾乎人人生來就有制造乳糖酶的功能，這種酶可以分解乳汁中的乳糖，便于人類從中獲得能量，而大多數(shù)人會在成年后失去這種能力。自人類開始食用乳制品之后，為了增強(qiáng)乳糖酶基因的活性，人類基因在最近的進(jìn)化歷程中至少發(fā)生過5次突變。

最為常見的是第5個突變。這種突變可以追溯到大約8000年前（或許有幾千年的誤差）的某一個人身上，集中分布在愛爾蘭到印度的廣大地區(qū)中，并且在北歐的發(fā)生率最高。該突變可以使成年人體內(nèi)的乳糖酶基因一直保持開啟狀態(tài)。通過對5000多年前歐洲人骨骼中DNA的測序分析表明，該基因突變在出現(xiàn)幾千年后仍未在這一地區(qū)擴(kuò)散開來。

但在今天，這一地區(qū)已有幾億人攜帶耐受乳糖的基因突變，在人類基因庫中的占有比例超過75%。這一現(xiàn)象表示，一個受到正向選擇的新突變會以指數(shù)形式擴(kuò)散，并經(jīng)過很多代的傳遞，才能在一個人群中擴(kuò)散開來；一旦得以擴(kuò)散，它的發(fā)生率就會繼續(xù)迅速增加，并最終成為“絕大多數(shù)”。

 

“年輕”的種族

人類剛開始進(jìn)化時，皮膚、毛發(fā)和眼睛都是深色的，而隨后發(fā)生的許多基因突變都讓這些顏色在一定程度上變淺了。與乳糖酶基因一樣，來自古人類的DNA也能夠告訴我們上述突變的“年紀(jì)”：我們現(xiàn)在的皮膚、毛發(fā)和虹膜顏色都是在最近才以驚人的速度進(jìn)化出來的。

科學(xué)家也會研究一些并不算明顯的人類身體特征——比如耳垢。現(xiàn)在，世界上大多數(shù)人都有粘稠的耳垢，但許多東亞人的耳垢是干燥的片狀物，并不會黏在一起。直到最近，遺傳學(xué)家才弄清其中的原因：干燥的耳垢是ABCCII基因新近產(chǎn)生的一個突變所導(dǎo)致的。這個突變直到2~3萬年前才出現(xiàn)，可以影響汗腺。如果一個人的耳垢干燥，體味也不重，就很可能帶有這種ABCCII的新突變。

 

 

隨機(jī)的力量

我們從前總將“進(jìn)化”看作“好”基因取代“壞”基因的過程，但人類在最近一段時間內(nèi)為了適應(yīng)自然而發(fā)生的大多數(shù)變化都證明了隨機(jī)性在進(jìn)化中的重要性。有利突變并不會自發(fā)地延續(xù)下去，它取決于突變發(fā)生的時機(jī)以及獲得突變的人群大小。

3000多年前，非洲人和印度人體內(nèi)的血紅蛋白基因發(fā)生了一種突變，產(chǎn)生一種名叫“血紅蛋白S”的蛋白，使紅細(xì)胞變得畸形，造成血管堵塞。帶有這種基因的人會因此患上鐮狀細(xì)胞貧血。這種形狀上的變化也能夠削減瘧原蟲感染紅細(xì)胞的能力。

另一個突變蛋白——血紅蛋白E是一種目前在東南亞較為常見的突變。血紅蛋白E能使人產(chǎn)生對瘧疾的抵抗力，但不會像血紅蛋白S那樣帶來嚴(yán)重的“副作用”。血紅蛋白E似乎比血紅蛋白S好得多，但為什么非洲人沒有出現(xiàn)可以產(chǎn)生血紅蛋白E的突變呢？

研究人員發(fā)現(xiàn)，血紅蛋白S的存在會阻礙血紅蛋白E的出現(xiàn)。體內(nèi)僅有正常紅細(xì)胞的人患上瘧疾后，一個只具有微弱進(jìn)化優(yōu)勢的新突變就能迅速普及開來。但已經(jīng)有血紅蛋白S“護(hù)體”的人，因瘧疾死亡的風(fēng)險會相對低一些。

由此看出，突變本身并非唯一的決定性因素，突變發(fā)生的時間同樣非常重要。即便是一種不完美，甚至有著“副作用”的突變，也能在人類對抗瘧疾的數(shù)千年中成為進(jìn)化的“勝者”。

 

進(jìn)化的未來

時至今日，人類依然在進(jìn)化。科學(xué)家可以通過調(diào)查人類的健康和生殖趨勢研究正在發(fā)生的進(jìn)化過程。一項(xiàng)公共衛(wèi)生研究項(xiàng)目——英國生物樣本庫的研究項(xiàng)目將對數(shù)十萬人的基因型以及他們的終身健康進(jìn)行追蹤。之所以進(jìn)行這樣的研究，是因?yàn)榛虻南嗷プ饔梅浅?fù)雜，需要檢測成千上萬的追蹤結(jié)果才能了解人類的健康究竟依賴于哪些基因突變。

未來的人類會進(jìn)化成什么樣？在過去的幾千年里，不同地區(qū)的人群各自經(jīng)歷著不同的進(jìn)化過程，但人類仍然保留著從祖先那里繼承的大多數(shù)“舊”基因。同時，每年都有數(shù)以百萬人在不同國家之間遷徙，這使得遺傳信息正以前所未有的速度進(jìn)行著交流融合。面對如此高的基因混合率，我們似乎可以預(yù)見，未來的人類將會出現(xiàn)更多特征。也許將來，單一的個體將表現(xiàn)出許多色彩斑斕的變異表型，我們的每一個后代都將是一副人類歷史的鮮活拼圖。

 

本文由《環(huán)球科學(xué)》（《科學(xué)美國人》中文版）供稿，編者有刪改。

 

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人類加速進(jìn)化？

圖文簡介

時至今日，人類依然在進(jìn)化。科學(xué)家可以通過調(diào)查人類的健康和生殖趨勢研究正在發(fā)生的進(jìn)化過程。