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▲ 2013年5月19日在以色列北部城市海法附近的卡梅爾山脈賈邁勒巖洞拍攝的距今10萬至4萬年的史前人類居所復(fù)原場景

◆ “進(jìn)化”一詞的本意并不含有“進(jìn)步”的意思。進(jìn)化，可以變得更復(fù)雜高級，也可以變得更簡單原始。人群中的各種持續(xù)穩(wěn)定的變化，都可以叫做進(jìn)化

◆ 基因突變是極其偶然的，是基因組在傳代過程中偶然“抄錯”造成的，與外在環(huán)境沒有任何關(guān)系。沒有的功能，一般不會憑空產(chǎn)生

◆ 保護(hù)人類的各種多樣性，保留一個姹紫嫣紅的世界，人類才會有安全的未來

來源：《環(huán)球》雜志 第22期

文/李輝

作者系復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授，現(xiàn)代人類學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。本文相關(guān)研究受NSFC91731303項(xiàng)目支持

　　《解剖學(xué)報》日前發(fā)表了澳大利亞馬切伊·亨內(nèi)貝格教授團(tuán)隊(duì)的論文：《人類前臂正中動脈留存現(xiàn)象近期增多：一項(xiàng)微進(jìn)化變化》，論文指出，人類的前臂上，一般有兩條動脈，橈動脈和尺動脈。但是在胎兒時期，承擔(dān)前臂供血的是正中動脈。大部分人出生以后，正中動脈在大約8周后就漸漸萎縮了，取而代之的是橈動脈和尺動脈?？刹⒉皇撬腥说恼袆用}都會萎縮，結(jié)果就是有的人有正中動脈，有的卻沒有。它體現(xiàn)了人體特征在人群中的多樣性。

　　人類的不同個體之間，里里外外的各種特征存在著各種差異，這就是多樣性。比如基因組序列的差異，叫做基因組多樣性。除基因組序列之外的各種特征，包括外形、生理病理狀況、生化指標(biāo)、思維心理特性等等的差異，叫做表型組多樣性。正中動脈的有無，就屬于表型組多樣性。

　　研究發(fā)現(xiàn)，這種多樣性往往在人群之間有差異，但在同一個人群中相對穩(wěn)定。比如，歐洲人群中金色頭發(fā)比較多，東亞人群中金發(fā)就非常少。東亞人群經(jīng)歷了數(shù)萬年歷史，金發(fā)在人群中的比例也并沒有改變。如果在很長一段時間里，我們的各種特征都相對穩(wěn)定，沒有什么變化，進(jìn)化的腳步仿佛就停下來了。人類到底有沒有在變化，并不容易觀察。

　　亨內(nèi)貝格教授團(tuán)隊(duì)這篇論文的研究，卻發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象：正中動脈在1880年代的澳大利亞人群中的比例大約是10%，在1990年代的比例大約是30%，而現(xiàn)在，比例上升到了35%。這可不算什么緩慢的變化了。如果按照這個速度持續(xù)發(fā)展下去，不出一百年，澳大利亞人都會有正中動脈了。

　　這樣看來，人類還是在不經(jīng)意間發(fā)生著各種變化。這算不算進(jìn)化呢？人類還在進(jìn)化嗎？

　　其實(shí)，因?yàn)榉g用詞的原因，我們對“進(jìn)化”往往有誤解，以為只有進(jìn)步的變化才叫進(jìn)化。“進(jìn)化”一詞的本意并不含有“進(jìn)步”的意思。進(jìn)化，可以變得更復(fù)雜高級，也可以變得更簡單原始。人群中的各種持續(xù)穩(wěn)定的變化，都可以叫做進(jìn)化。

　　從程度上，進(jìn)化又分為兩種。從一個舊的物種變成一個新的物種，叫做宏進(jìn)化。在物種內(nèi)部從一個樣子變成另一個樣子，叫做微進(jìn)化。正中動脈在人群中由少變多，是典型的一種微進(jìn)化。

　　是什么原因推動了微進(jìn)化呢？首先，微進(jìn)化需要“素材”。如果人類從來沒有正中動脈，或者沒人出生后保留正中動脈，那就不存在“由少變多”了。任何表型特征都是有基因的影響因素的。是否保留正中動脈這一特征，一定也有對應(yīng)的基因突變。也就是說，有正中動脈和沒有正中動脈的人，肯定在對應(yīng)的基因序列上存在不同。這種不同的基因突變，就是微進(jìn)化的“素材”。

　　所以，進(jìn)化首先要有基因突變，然后各種因素讓這些有基因突變的人漸漸變多或者變少，讓進(jìn)化最終改變?nèi)巳旱拿婷病?/strong>

　　導(dǎo)致基因突變攜帶者比例改變的因素多種多樣，其中影響最大的，就是自然選擇。如果一個突變對生存有危害，擁有它的個體生存能力比其他人弱，就會被自然選擇漸漸淘汰掉。反過來，如果這個突變讓個體變得更適應(yīng)環(huán)境，生存能力更強(qiáng)，在人群中就會越來越多。

　　自然選擇的因素同樣也是復(fù)雜多樣的，有的是持續(xù)存在而緩慢作用，有的短暫存在但是作用很強(qiáng)。短暫自然選擇最典型的就是瘟疫，中世紀(jì)歐洲的黑死病殺死了很多人，存活下來的人顯然抵抗能力更強(qiáng)，造成的結(jié)果是瘟疫前后的歐洲人相關(guān)基因比例完全不一樣。

　　現(xiàn)在流行的新冠病毒雖然沒有黑死病那么可怕，但是不同人感染以后的反應(yīng)差異很大，有的人毫無感覺，有的人迅速病危，這必然與相關(guān)抗性基因的差異有關(guān)。針對西班牙重癥病人的研究發(fā)現(xiàn)，若干腎臟相關(guān)基因的差異和A型血基因與重癥有關(guān)。如果我們對這次疫情放任不管，病毒必然會殺死大量無法抵抗的人，造成人群中基因比例發(fā)生重大改變。這或許也叫做“微進(jìn)化”，但是這樣的代價是現(xiàn)代文明無法承受的。

　　緩慢選擇的案例就更多了。特別是當(dāng)人們遷徙到極端環(huán)境中，嚴(yán)酷的環(huán)境必然會改變?nèi)巳旱幕虮壤?。例如青藏高原的高寒缺氧，對?dāng)?shù)厝说挠绊懣隙ǚ浅４?，一般認(rèn)為，藏族上高原兩千多年了，早已適應(yīng)了高原生活，應(yīng)該已經(jīng)改變完成了。但有一項(xiàng)研究，調(diào)查了青藏高原上流產(chǎn)胎兒的基因，發(fā)現(xiàn)他們的輸氧能力相關(guān)基因與健康出生的嬰兒完全不同。這一在出生過程中的淘汰，正繼續(xù)改變著藏族的基因，讓藏族持續(xù)進(jìn)化。

　　不僅僅是極端環(huán)境，其實(shí)任何地區(qū)的人群都會受到當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響。這種環(huán)境包括外在的氣候環(huán)境，以及飲食造成的內(nèi)環(huán)境。中國的飲食可能是全世界最復(fù)雜多樣的，各地的飲食差異非常大。多數(shù)人大概想不到，這些飲食悄悄改變了我們的基因比例。

　　對全國各地漢族人群的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，漢族雖然基因同源性很高，但各地漢族存在大量基因突變頻率差異。這些差異主要集中在三大類群中——心血管相關(guān)基因、腎功能相關(guān)基因、肝功能相關(guān)基因。心血管相關(guān)基因的差異主要是氣溫不同造成的，而腎和肝的相關(guān)基因差異，則大多與代謝食物中的特殊成分有關(guān)。人食五谷雜糧，難免或多或少攝入一些有毒害的成分。一個地區(qū)的人群長期食用一類食品，能夠消解這些食品中特定有害成分的基因突變，就會漸漸被選擇增多。這就是所謂一方水土養(yǎng)一方人。當(dāng)?shù)厝顺援?dāng)?shù)夭嘶緵]什么問題，外地人吃多了可能就會水土不服。所以異鄉(xiāng)的特產(chǎn)再好吃，也不如媽媽做的菜好吃。

　　經(jīng)常聽到這樣的玩笑話，“中國人什么沒吃過？早就百毒不侵了！”有毒害的食品吃多了，就一定能進(jìn)化出抗性嗎？這當(dāng)然沒道理。

　　一方面，進(jìn)化沒有這么快，需要幾代人甚至幾十代人才能改變?nèi)巳旱囊粋€特征。而且要付出淘汰大量不適應(yīng)者的進(jìn)化代價。

　　另一方面，如果根本沒有對應(yīng)的解毒基因，也就是說進(jìn)化的“素材”——基因突變不存在，那么選擇作用再強(qiáng)也是沒有作用的。所以我們對食品安全是不能馬虎的。近日黑龍江酸湯子中毒事件的禍?zhǔn)酌捉途幔褪菦]有解毒基因的。有的地方的居民喜歡食用野山菌，容易誤食毒菌致死，這在進(jìn)化中也是無解的。甚至到達(dá)中國才不到400年的辣椒，很多地方的人都以為自己已經(jīng)完全適應(yīng)了，研究卻發(fā)現(xiàn)它繼續(xù)危害著食用者的食管和直腸。

　　所以，沒有基因突變，進(jìn)化也是無米之炊。而基因突變是極其偶然的，是基因組在傳代過程中偶然“抄錯”造成的，與外在環(huán)境沒有任何關(guān)系。沒有的功能，一般不會憑空產(chǎn)生。科幻電影《未來水世界》中能夠在水底呼吸的人，自然進(jìn)化是不太可能出現(xiàn)的。

　　一種類型變多，一般是有優(yōu)勢而適應(yīng)環(huán)境。那么正中動脈的優(yōu)勢是什么呢？這確實(shí)非常難確定。或許是因?yàn)楝F(xiàn)代生活對手指的靈活度有了更高的要求。但是這一特征的變化，更有可能與自然選擇無關(guān)。很多比例的變化，很可能是人群的世代之間的隨機(jī)波動，這叫做“遺傳漂變”。

　　還有一些特征，可能本身沒有什么優(yōu)勢，但是控制這一特征的基因突變同時控制著另外一個特別有優(yōu)勢的特征，或者與另一個優(yōu)勢特征的基因突變在染色體上緊緊挨在一起。當(dāng)那個優(yōu)勢特征被自然選擇增多的時候，另一個沒什么用的特征也順便變多了，這就叫做“搭車效應(yīng)”。

　　比如東亞人群為了適應(yīng)季風(fēng)性氣候的濕熱，皮膚的排汗能力大幅提升，而控制這一特征的外胚層總控一號基因（EDAR1）的突變，同時控制產(chǎn)生鏟形上門齒，結(jié)果東亞人幾乎全部都有鏟形上門齒，盡管這一特征看似沒什么用處。擁有正中動脈的人在人群中持續(xù)增多，非常有可能也是“搭車”產(chǎn)生的現(xiàn)象。

　　各種各樣的因素和規(guī)律，改變著人類的基因組和表型組，讓人類的模樣悄悄發(fā)生著變化。日常生活中，我們往往無知無覺，只有認(rèn)真研究，才會發(fā)現(xiàn)進(jìn)化無處不在。進(jìn)化讓人類擁有更強(qiáng)的生存能力，但進(jìn)化是以多樣性為素材的。保護(hù)人類的各種多樣性，保留一個姹紫嫣紅的世界，人類才會有安全的未來。