季武
說起尼安德特人(簡稱尼人),大家都有一些了解,但是作為一類早已滅絕的智人親戚,他們給我們還留下了遺產(chǎn)?這就很不可思議了,到底會是什么呢?
尼人留下的這筆“遺產(chǎn)”當屬保存時間最長的遺產(chǎn)之一了,時間長到什么程度呢?大約有4萬年。這份傳承了這么久的遺產(chǎn)融在了我們的血脈中,幾乎所有的現(xiàn)代人都分了一杯羹。說到這里,也許你已經(jīng)猜到,這筆“遺產(chǎn)”就是來自尼安德特人的DNA。
2002年,考古學家在羅馬尼亞的一處洞穴中,發(fā)現(xiàn)了一枚早期現(xiàn)代人類的下頜骨,碳-14測年法顯示該下頜骨所屬的人類生存于距今約4萬年的時代??茖W家檢測了他的DNA片段,發(fā)現(xiàn)其中含有6%~9%的尼人基因。這樣的比例說明這名古人類的第4-6代祖先,曾經(jīng)和尼人交配過,換言之,他的曾曾曾祖父母中,其中一個必定是尼人。這是科學家發(fā)現(xiàn)的最近的智人與尼人存在基因交換的證據(jù)。
奇怪的是,科學家發(fā)現(xiàn),除了撒哈拉以南的非洲地區(qū)的部分人群外,我們今天幾乎所有人類的基因組中,都存在2%~4%的尼人基因。按照遺傳定律來說,這幾乎是不可能的事情,每個孩子身上遺傳了父母50%的基因,遺傳了祖父母25%的基因。也就是說,基因每傳遞一代人,相同基因在子代和親代之間的存在比例都會減半。如果按100年作為一個生殖世代,4萬年距今也已過去400個世代,當時6%~9%的尼人基因遺傳到今天,怎么可能在現(xiàn)代人體內(nèi)還有2%~4%的比例呢?
原因不難猜,尼人留下的這些基因有利于現(xiàn)代人的生存,保有這些基因的人能更輕易地通過自然選擇而留下后代,于是這些基因也跟著留了下來。我們已經(jīng)知道,智人起源于非洲,而非洲的生存條件和生物類型與歐洲差異巨大,因此,當智人祖先從非洲遷移到歐洲時,他們很不適應。新的病原體導致的疾病讓智人苦不堪言,這時候尼人的基因幫了大忙。在歐洲生存了數(shù)千年的尼人對當?shù)氐募膊『筒≡w已經(jīng)非常熟悉,他們的DNA中鐫刻著與致病的病毒和細菌作斗爭的信息,智人通過與尼人交配,輕松地獲得了抗擊新病毒和細菌的基因以及基因編碼的抗體,逐漸適應了歐洲的生活。
還有科學家發(fā)現(xiàn),尼人的基因還幫助智人祖先適應了歐洲的食物,比如編碼嗅覺受體12D3的基因就來自尼人,這個基因有利于智人適應歐洲的食品。還有些來自尼人的基因被認為有重塑智人牙齒形狀的功能,改變后的牙齒能更好地咀嚼歐洲的作物。此外,一類確保大腦正常發(fā)育的基因MCPH1也來自尼安德特人,這個基因使智人變得更聰明,使他們得以在從未接觸過的新地區(qū)生存發(fā)展。
不過,隨著時代的變遷,尼人留下的遺產(chǎn)也悄悄“變了味”,它不再像當初那樣甜美。
2016年,美國的一個研究團隊通過對比近3萬名歐洲人體內(nèi)的尼人DNA和疾病記錄,找到了一些尼人DNA可能致病的證據(jù)。他們認為,尼人的某些DNA增加了現(xiàn)代人出現(xiàn)心臟病、肥胖和抑郁等身心健康問題的風險。
來自尼人的某些DNA確實與疾病有關(guān),但不代表它本身是壞的,只是它不再適應現(xiàn)代生活。尼人長期和野獸搏斗,經(jīng)常會受傷,他們的基因有強化凝血功能的作用。智人祖先保留了這類基因,保護他們在狩獵受傷時,不會因失血過多而一命嗚呼,分娩生產(chǎn)后也能迅速止血。但如今步入現(xiàn)代社會后,我們失血時有許多輔助的治療手段,不再僅僅依靠自身的凝血能力,此時過強的凝血功能反而成了引起心腦血管病的幫兇。尼人身上有利于吸收葡萄糖的基因,在食物缺乏的遠古時代提高了人們的生存率,但在食物充沛、營養(yǎng)過剩的現(xiàn)代社會,卻增加了人們肥胖甚至得糖尿病的概率。
2020年,新型冠狀病毒在全世界引發(fā)了一場大流行病,不過該病在人群間的發(fā)病率卻并不相同,病毒是如何挑選受害者的呢?德國馬克斯-普朗克研究所的科學家在對人們進行基因測序后發(fā)現(xiàn),對新冠病毒易感、患上新冠肺炎后癥狀更嚴重的人的3號染色體上有六個相同的基因,這些基因正是尼安德特人留下的遺產(chǎn)之一。
科學家們還在其中找到了一個與新冠病毒感染直接相關(guān)的基因——DPP4,這個基因參與免疫功能和葡萄糖代謝的蛋白質(zhì)的編碼。此前已有研究證實,DPP4基因編碼的蛋白質(zhì)是新冠病毒的近親——MERS冠狀病毒的受體,是引發(fā)炎癥性肺損傷的關(guān)鍵介質(zhì)。而將用于治療糖尿病的DPP4抑制劑給新冠肺炎患者服用后,也取得了意想不到的療效。從實驗結(jié)果來看,如果尼人生活在現(xiàn)代,他們也許會較智人受到冠狀病毒更多的“偏愛”。
除了引發(fā)這些顯性疾病外,尼人的基因又是如何增加人們患上抑郁癥等精神疾病的風險的呢?對此,科學家這樣解釋,日照會降低罹患抑郁癥的風險,但是在遠古時代,尼人長期生活在沒有光照、漆黑一片的山洞里,為了適應這樣低光照的環(huán)境,他們產(chǎn)生了對光線不敏感的基因。這種基因會導致人們在受到過量光照時患上一種叫做“光化性角化病”的皮膚病,因此帶有這種基因的現(xiàn)代人也必須盡可能地避光生活,這可能增加了抑郁癥的發(fā)病率。
尼人的遺產(chǎn)曾經(jīng)幫助智人變得更強大,生活地更好,但是來自遙遠時期的遺產(chǎn)已不再那么適應時代的變化,未來,這些“遺產(chǎn)”還會再傳承下去嗎?