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尼安德特人的古怪“遗产”

2021-07-27季武

科学之谜 2021年5期
关键词:智人尼安德特人

季武

说起尼安德特人(简称尼人),大家都有一些了解,但是作为一类早已灭绝的智人亲戚,他们给我们还留下了遗产?这就很不可思议了,到底会是什么呢?

年代久远的遗产

尼人留下的这笔“遗产”当属保存时间最长的遗产之一了,时间长到什么程度呢?大约有4万年。这份传承了这么久的遗产融在了我们的血脉中,几乎所有的现代人都分了一杯羹。说到这里,也许你已经猜到,这笔“遗产”就是来自尼安德特人的DNA。

2002年,考古学家在罗马尼亚的一处洞穴中,发现了一枚早期现代人类的下颌骨,碳-14测年法显示该下颌骨所属的人类生存于距今约4万年的时代。科学家检测了他的DNA片段,发现其中含有6%~9%的尼人基因。这样的比例说明这名古人类的第4-6代祖先,曾经和尼人交配过,换言之,他的曾曾曾祖父母中,其中一个必定是尼人。这是科学家发现的最近的智人与尼人存在基因交换的证据。

奇怪的是,科学家发现,除了撒哈拉以南的非洲地区的部分人群外,我们今天几乎所有人类的基因组中,都存在2%~4%的尼人基因。按照遗传定律来说,这几乎是不可能的事情,每个孩子身上遗传了父母50%的基因,遗传了祖父母25%的基因。也就是说,基因每传递一代人,相同基因在子代和亲代之间的存在比例都会减半。如果按100年作为一个生殖世代,4万年距今也已过去400个世代,当时6%~9%的尼人基因遗传到今天,怎么可能在现代人体内还有2%~4%的比例呢?

原因不难猜,尼人留下的这些基因有利于现代人的生存,保有这些基因的人能更轻易地通过自然选择而留下后代,于是这些基因也跟着留了下来。我们已经知道,智人起源于非洲,而非洲的生存条件和生物类型与欧洲差异巨大,因此,当智人祖先从非洲迁移到欧洲时,他们很不适应。新的病原体导致的疾病让智人苦不堪言,这时候尼人的基因帮了大忙。在欧洲生存了数千年的尼人对当地的疾病和病原体已经非常熟悉,他们的DNA中镌刻着与致病的病毒和细菌作斗争的信息,智人通过与尼人交配,轻松地获得了抗击新病毒和细菌的基因以及基因编码的抗体,逐渐适应了欧洲的生活。

还有科学家发现,尼人的基因还帮助智人祖先适应了欧洲的食物,比如编码嗅觉受体12D3的基因就来自尼人,这个基因有利于智人适应欧洲的食品。还有些来自尼人的基因被认为有重塑智人牙齿形状的功能,改变后的牙齿能更好地咀嚼欧洲的作物。此外,一类确保大脑正常发育的基因MCPH1也来自尼安德特人,这个基因使智人变得更聪明,使他们得以在从未接触过的新地区生存发展。

遗产带来的副作用

不过,随着时代的变迁,尼人留下的遗产也悄悄“变了味”,它不再像当初那样甜美。

2016年,美国的一个研究团队通过对比近3万名欧洲人体内的尼人DNA和疾病记錄,找到了一些尼人DNA可能致病的证据。他们认为,尼人的某些DNA增加了现代人出现心脏病、肥胖和抑郁等身心健康问题的风险。

来自尼人的某些DNA确实与疾病有关,但不代表它本身是坏的,只是它不再适应现代生活。尼人长期和野兽搏斗,经常会受伤,他们的基因有强化凝血功能的作用。智人祖先保留了这类基因,保护他们在狩猎受伤时,不会因失血过多而一命呜呼,分娩生产后也能迅速止血。但如今步入现代社会后,我们失血时有许多辅助的治疗手段,不再仅仅依靠自身的凝血能力,此时过强的凝血功能反而成了引起心脑血管病的帮凶。尼人身上有利于吸收葡萄糖的基因,在食物缺乏的远古时代提高了人们的生存率,但在食物充沛、营养过剩的现代社会,却增加了人们肥胖甚至得糖尿病的概率。

2020年,新型冠状病毒在全世界引发了一场大流行病,不过该病在人群间的发病率却并不相同,病毒是如何挑选受害者的呢?德国马克斯-普朗克研究所的科学家在对人们进行基因测序后发现,对新冠病毒易感、患上新冠肺炎后症状更严重的人的3号染色体上有六个相同的基因,这些基因正是尼安德特人留下的遗产之一。

科学家们还在其中找到了一个与新冠病毒感染直接相关的基因——DPP4,这个基因参与免疫功能和葡萄糖代谢的蛋白质的编码。此前已有研究证实,DPP4基因编码的蛋白质是新冠病毒的近亲——MERS冠状病毒的受体,是引发炎症性肺损伤的关键介质。而将用于治疗糖尿病的DPP4抑制剂给新冠肺炎患者服用后,也取得了意想不到的疗效。从实验结果来看,如果尼人生活在现代,他们也许会较智人受到冠状病毒更多的“偏爱”。

除了引发这些显性疾病外,尼人的基因又是如何增加人们患上抑郁症等精神疾病的风险的呢?对此,科学家这样解释,日照会降低罹患抑郁症的风险,但是在远古时代,尼人长期生活在没有光照、漆黑一片的山洞里,为了适应这样低光照的环境,他们产生了对光线不敏感的基因。这种基因会导致人们在受到过量光照时患上一种叫做“光化性角化病”的皮肤病,因此带有这种基因的现代人也必须尽可能地避光生活,这可能增加了抑郁症的发病率。

尼人的遗产曾经帮助智人变得更强大,生活地更好,但是来自遥远时期的遗产已不再那么适应时代的变化,未来,这些“遗产”还会再传承下去吗?

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