蓝鲸科学

2007-12-07

人类进化在加速 - [生物化学和医疗健康]

研究人员发现人类进化正在加速的遗传学证据，这和以往认为的人类已经暂停进化或保持恒定速度进化的有所不同，而且不同大陆的人群之间的区别正在扩大。

"我们使用一个新的遗传学技术发现人类在过去4万人的进化速度加快不少，尤其是1万年情的冰河世纪结束以后。"（注意，1万年前，也是人类学会农作，安定下来逐步放弃游牧生活的开端）研究小组领导人Henry Harpending说。他是犹他大学一个很著名的人类学教授。

这项研究会引发很多争论，Harpending说。

"我们已经和1万或2万年前有所不同了。"他说。这或许可以解释，比如富有侵略性的北欧海盗和他们爱好和平的瑞典后裔。"过去我们一直被教条的告知，这是由于文化影响造成。但其实，大部分性情特点是受到基因和遗传影响的。"（这个很多人都该知道吧，性格特点是可以遗传的）

"人类各种族之间的进化也有所不同，欧洲、亚洲和非洲的基因进化较快，并且各个大陆之间的进化方式也不同。我们之间的相似性正在减少。"他解释说，这是因为人类已经从非洲迁徙到其它地方4万年了。"那以后，各区域基因之间的交互就没有之前那么多了。"

"我们的研究否定了之前被广泛接受的假设，说现代人出现在4万年前，并且那之后一直没什么改变。我们的研究显示，人类每几百到几千年之都有迅速改变，并且，这些改变因当地的生活环境不同而有所不同。"

过去一万年间，人口由几百万增加到几十亿，这一变化加速了人类的进化速度。"因为这带来的环境变化需要我们去适应。" Harpending说。"更多的人口，也导致更多的突变异种。"

研究的合作作者Gregory M. Cochran说："由于突变越来越多，并逐渐代替我们之前认为的普通人类，历史已经开始变得越来越像科幻小说了。由于饥饿和疾病，这些异种有的很平和，而有时又像来势汹汹的入侵者。现在，我们都是异种。"

（虽然一切都合情合理，但听起来的确是够像科幻小说的。。。）

然后文章列了一堆主导该项研究的人名和头衔：主导者Harpending、犹他大学人类学副教授，自修进化生物学的墨西哥唯物论者Cochran、以前的犹他大学博士后，现在的威斯康星大学研究员John Hawks、Affymetrix公司的遗传学家Eric Wang、加州大学的生物化学家Robert Moyzis。

不会成为种族歧视的正当理由

Harpending 和 Cochran在2005年发布的一项研究说 德系的犹太人智商超过平均水平 而引起争议。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，可能对产生破坏人人平等的原则的恐惧，并引发种族主义和种族歧视。其它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。

Harpending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。"

分析SPN来判断进化加速度

这项研究通过对国际HapMap项目所提供的，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。

想象一下，来自2个不同的人的两个相同的染色体。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。Harpending 说，在这两个人的染色体中，平均每1000个碱基对，就能找到一处不同。这就是SPN。

（估计把生物忘光的那些朋友还是看不懂吧。。。这算是科学前沿新闻还是科普？） 

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。（美国只有几百年历史，全部是移民者，因此在这个问题上研究美国人没啥价值。。。）

随着时间推移，染色体随机的打断并重组，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。"因为通过新基因带来的好处，人们能够更好的生存和繁殖。"Harpending说。

"如果这种复制快速上升，它就在一段时间内普遍出现在人体中。" 他说。

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，并在近期发生重组。

这意味着，染色体片段上的基因是最近进化出现的，并且进化得很快。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。

Harpending和他的同事通过计算机扫描具有这种特征的染色体片段的数据，从而发现近期发生了哪些进化，并计算这些基因是如何进化的。

关键的发现：7%的人类基因正在快速进化。

研究人员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，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。

如果按照现在的进化速度，作为恒定进化模型的参数，应该有很多变异基因已经扩散到每个人身体中了。然而，数据显示，仍然有很多基因还在扩散当中，因此也显示出进化加速是近期发生的事情。

接着，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。

进化的改变和人类历史

"人口的迅速增加和文化及生态系统相互作用，从而需要重新进行适应。"研究人员说。"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。"

研究人员注意到，人类移民到新的欧亚环境，产生了降低皮肤色素的适应需求（这样才能吸收更多的阳光从而产生维生素D），来适应寒冷的气候和饮食的变化。

"由于人类的人口从冰河世纪的几百万增长到今天60亿，更多对新环境有益的基因开始出现，进化速度也开始提升，无论从全球来看还是从某个大陆区域来看。"Harpending说。 

"我们需要了解遗传变化来了解历史。" 

例如，在中国和非洲大部分地区，只有少数人在成年期可以消化新鲜牛奶。（哪位喝过未加工牛奶的来说说感想^_^）而在瑞典和丹麦，他们的基因使得他们的牛奶消化酶 -- 乳糖分解酵素仍然很活跃。因此，几乎人人都喝新鲜牛奶。这解释了为什么制酪业在欧洲比在地中海和非洲更发达。

Harpending 现在正在研究是否由于提高乳糖承受能力的进化，帮助了历史上最大规模的人口扩张。包括让讲印欧语的人在4-5千年前，能够从定居的印度西北和亚洲中部开始，通过了波斯并穿越欧洲。他怀疑喝牛奶让这些人的乳糖承受能力提高，从而获得更多的精力，进而允许他们征服更广阔的区域。

但Harpending相信这种进化的加速是暂时性的，是由于4万年前人们四处迁徙后面对新环境的需要而产生的，尤其是12000年前农业的发明。这些变化改变了我们的饮食和社会系统。如果你突然让那些猎食者开始改吃谷物，他们很容易得糖尿病。我们仍然还在适应中。一些能够帮我们适应高碳水化合物食物的新基因还在扩散中。"

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