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人类停止进化?

 小儒家 2011-05-13

                       人类停止进化了?  

   在环境压力下,一种基因突变扩散到整个人群,改变了人类的某种性状-------这种经典的进化方式需要环境保持数万年不变,但在当前环境迅速改变的情况下,我们又该如何进化?

  人类祖先在大约6万年前走出非洲向全 球迁徙时,他们遇到了一些仅凭史前技术 无法解决的环境难题。

很多科学家因此猜测,对人类基因 组进行全面分析,应该会找到很多证据表 明,一些新型突变最近才扩散到不同人群 中。这是一种自然选择——因为拥有这些 突变的人会比没有的人繁殖出更多更健康 的后代。

然而事实证明,尽管在人类基因组 中,的确有些“标记”暗示我们的祖先曾 经历过强烈而快速的自然选择过程,但大 多数能检测到的自然选择发生的速度,似 乎都比科学家想象的慢得

综述

几千年前,人类跋山涉水,首次来到海拔4 200 多米的青 藏高原。虽然这个没有竞争者的全新环境可以为他们提 供种种好处,但在海拔如此高的地区,空气中的平均含氧量 大约只有海平面的60%,这会导致慢性高原病,提高婴儿死 亡率,对他们的身体是严峻考验。今年年初,一系列研究发 现了一种在中国藏族人中很常见,但在其他人群中很罕见的 基因变异,它可以调节藏族人体内的红细胞生成量,这或许 有助于解释藏族人为什么能适应恶劣的生存环境。这一发现 立即引起全球关注,因为它提供了一个生动的例证,向我们 展示了人类如何在不太遥远的过去快速适应新环境。一项研 究估计,这个有益变异扩散至大多数藏族人体内的时间距今 不到3 000 年——在进化长河中,这只是一瞬间而已。

在藏族人身上的发现,似乎印证了这样一种观点:自从大 约6 万年前(估计的时间范围为5 万年前~ 10 万年前)人类 首次走出非洲大陆后,在生理上已经经历过多次这样的适应性 改变。在从闷热的东非草原和灌丛带向外迁徙的过程中,人类 足迹几乎遍及寒冷的冻土带、潮湿的热带雨林、酷热的沙漠等 所有陆地生态系统和气候区,高海拔只是多种环境挑战中的一 种。不可否认,人类对环境的很多次适应都含有“技术”成分, 比如为了抵御寒冷,我们制造出了衣服。但在史前时代,仅凭 技术根本不足以解决传染病大范围流行、高山上空气稀薄等环 境难题。在这些情况下,人类对环境的适应只能通过遗传进化 而不是技术来解决。因此,我们有理由预期,对人类基因组的 全面检测会发现很多最近才扩散至不同人群的新基因突变,原 因则是自然选择——也就是说,携带这些突变的人生出的孩子, 会比其他人的孩子更健康、更有利于繁殖。

选择印记

如果一段DNA 区域上的SNP 多样性较低,科学家就可 以推断,这个区域经历过自然选择。从整个基因组水平来 看,任意两个人都非常相似,每1 000 个核苷酸对里仅有1 个不同。发生单个核苷酸变异的位点叫做单核苷酸多态性, 简称SNP。每个SNP 位点上的不同DNA 片段叫做等位基因。 如果一个SNP 等位基因能提高繁殖效率,它最终就可能扩 散到整个群体中,也就是说,这个基因被自然选择“选定”了。 同时,这个有益基因附近的等位基因也会随之遗传,因而 也会在人群中越来越普遍。这样一来,原本在这个SNP 位 点的其他基因都会被现在这个有益基因及其“跟随者”取代, 导致这个区域的多样性降低甚至消失,这个过程就叫做选 择性清除。

缓慢的进化

更多证据表明,经典意义上的自然选择的发 生其实非常缓慢,而且还需要环境长期保持不变。

经 典的选择性清除——在自然选择作用下,一 种新的优势突变在人群中迅速固定下来,实 际上很少发生于我们的祖先踏上环球旅行之 后。我们推测,自然选择对单个等位基因的 作用其实相对微弱,因此仅能缓慢地推进基 因的扩散。这样一来,只有当环境压力数万 年持续不变的时候,大多数等位基因才可能 在选择压力下扩散至整个人群。

一个性状,多个基因

每个性状的变化,其实都涉及 成千上万的基因变异。

我们的结论似乎自相矛盾:如果一个有 用的等位基因真的需要50 000 年而非5 000 年才能在一个群体中普遍存在,那么人类为 何能迅速适应新环境?尽管我们理解得最充 分的适应性变化都源于单基因突变,但绝大 部分的适应性变化可能并非以这种方式产生, 而是由一些对基因组中上千或上万个相关基 因具有温和影响的基因变异造成的——也就 是说,这些适应性改变是多基因性的。

继续进化?

只要基因组没有经过大规模的 人为改造,人类仍然会是今天的人类。

与文化、技术——当然,还有地球环境——的变 化速度相比,绝大部分人类遗传特征的变化都极其缓慢。而 且,较大的适应性转变需要环境保持千万年不变。因此,从 今以后的5 000 年里,人类所处的环境无疑会发生极大的改变, 但只要基因组没有经过大规模的人为改造,人类大概仍然会 是今天的人类,不会有什么变化。

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