藏族人為什么能適應(yīng)高原環(huán)境

藏族人為什么能適應(yīng)高原環(huán)境？被稱為“世界屋脊”的西藏地區(qū)可能是這個(gè)星球上最不適宜居住的幾個(gè)地區(qū)之一。但是一直在此居住的藏民似乎并未受到當(dāng)?shù)夭焕麠l件的影響。近日一項(xiàng)研究表明，這些土生土長(zhǎng)的藏民攜帶的一個(gè)基因似乎成為了他們適應(yīng)嚴(yán)酷自然環(huán)境的關(guān)鍵。而令人驚訝的是，這一基因似乎有著更為神秘而久遠(yuǎn)的先祖——它們可能來(lái)自已滅絕的丹尼索瓦人(Denisovans)。2022年，加州大學(xué)伯克利分校的教授拉斯姆斯·尼爾森(RasmusNielsen)發(fā)現(xiàn)藏區(qū)原住民體內(nèi)攜帶著EPAS1基因的一種變異，從而能夠應(yīng)對(duì)相對(duì)低氧的環(huán)境。在4000米的高原上，空氣中氧氣含量較之平原地區(qū)少40%，而這一變異基因使得藏族人能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。而值得一提的是，盡管藏族人和漢族人僅僅分開(kāi)生活了不足3000年，他們攜帶這一基因的情況卻大相徑庭：研究表明87%的藏族人攜帶有該基因，而漢族人攜帶這一基因的比率僅有9%——至今，這種現(xiàn)象仍然是記錄在案的，人類經(jīng)歷自然選擇的最突出例子。研究人員對(duì)40名漢族人和40名藏族人的EPAS1基因進(jìn)行了測(cè)序分析，并得到了驚人的結(jié)果。測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)藏族人所攜帶的EPAS1基因與其他人存在非常大的差異——大到幾乎不可能是藏族世系逐漸形成的。這一幫助藏族人適應(yīng)高原環(huán)境的基因，很可能來(lái)自另一人種。在將這一基因與目前已知的人類基因組序列進(jìn)行對(duì)比后，研究人員找到了該基因的源頭——已經(jīng)滅絕的丹尼索瓦人。藏族人的EPAS1基因幾乎與丹尼索瓦人的EPAS1一模一樣，只是這項(xiàng)研究具有的驚人意義在于人們對(duì)丹尼索瓦人幾乎一無(wú)所知：目前人們找到的已知屬于這一人種的化石，僅有一節(jié)指骨、一節(jié)腳趾以及兩顆牙齒。正是由于對(duì)這些化石所攜帶的基因進(jìn)行測(cè)序，科學(xué)家確定了這一早已滅絕人種的存在，并解密了他們的全基因組。此前，科學(xué)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)屬于丹尼索瓦人的基因仍然在一些現(xiàn)代人體內(nèi)延續(xù)，太平洋島國(guó)馬來(lái)西亞的居民攜帶5%-7%的丹尼索瓦人基因，生活在東亞部分人群則攜帶更少數(shù)量的丹尼索瓦人基因。而現(xiàn)在我們知道，丹尼索瓦人的一些非常有用的基因，延續(xù)到了藏族人身上。丹尼索瓦人基因組的測(cè)序人員思萬(wàn)特·帕博(SvantePaabo)對(duì)這一結(jié)果非常開(kāi)心：“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，能夠看到丹尼索瓦人的基因傳承是非常好的事。我們四年前才確定了這一人種的存在，現(xiàn)在就發(fā)現(xiàn)這一人種對(duì)現(xiàn)存人群產(chǎn)生著重要影響。”“這對(duì)我們來(lái)說(shuō)這是個(gè)驚喜，”尼爾森說(shuō)，“在丹尼索瓦人的基因組公布之后，我們用了很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)決定是否要進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為這太不現(xiàn)實(shí)了?！边@一研究同樣為人類進(jìn)化的過(guò)程提供了新的信息，這一信息與人種間的雜交密切相關(guān)。人類起源于非洲，在史前時(shí)代的某一時(shí)間點(diǎn)，一小部分探險(xiǎn)者離開(kāi)了非洲大陸遷徙到世界的其他地方，成為我們的祖先。這些勇敢的開(kāi)拓者們此前已經(jīng)適應(yīng)了非洲草原的氣候，而在他們遷徙的過(guò)程中，他們必須面對(duì)環(huán)境改變帶來(lái)的挑戰(zhàn)，包括極端氣候和新的疾病。與此同時(shí)，在世界的其他角落也逐漸開(kāi)始出現(xiàn)新的人種，包括尼安德特人(Neanderthals)以及我們提到的丹尼索瓦人。來(lái)自非洲的開(kāi)拓者們與這些人群相遇并結(jié)合，產(chǎn)下新的后代。開(kāi)拓者們的基因組中因此混入了那些已經(jīng)適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境人群的基因?！斑@為思考人類演化提供了全新的角度：多個(gè)世系之間其實(shí)存在基因交換的網(wǎng)絡(luò)?！蹦釥柹硎尽ＫJ(rèn)為，在約30000至40000年前，后來(lái)的現(xiàn)代人曾與在亞洲生活的丹尼索瓦人進(jìn)行交配并育有后代。這些后代遺傳了丹尼索瓦人攜帶的EPAS1基因——這是一種極其稀少的基因型。這一基因的攜帶者能夠更好地適應(yīng)高原環(huán)境，他們的后代在青藏高原聚居，并最終演化成今天的藏人。這也解釋了為什么除了大多數(shù)藏民攜帶丹尼索瓦人的EPAS1基因以外，還有少數(shù)不在藏區(qū)居住的漢族人也是這一基因的攜帶者。丹尼索瓦人的洞穴與青藏高原的位置。圖片來(lái)源：除此之外，科學(xué)家也證實(shí)現(xiàn)代人與尼安德特人的交配行為同樣使得我們獲得了有用的基因。這些基因與皮膚、毛發(fā)和免疫系統(tǒng)有關(guān)?！皬倪@些古基因組數(shù)據(jù)中，我們了解到我們的祖先從不同的古代人群中獲得了一小部分基因。而這些基因就像閃閃發(fā)光的金塊一樣對(duì)我們的生活起著益處。”古生物學(xué)家約翰·豪克斯(JohnHawks)說(shuō)。“另一個(gè)讓人驚訝的事實(shí)是，丹尼索瓦人并不在高原上生活。”豪克斯說(shuō)。他們生活在西伯利亞的阿爾泰山脈——那顯然并沒(méi)有青藏高原那么高。如果他們攜帶有能適應(yīng)高原環(huán)境的那版EPAS1基因，那么他們很可能曾經(jīng)遷徙至中國(guó)甚至南亞的山區(qū)?！拔覀兩踔量梢酝茰y(cè)丹尼索瓦人到達(dá)過(guò)東南亞。這樣我們的先祖很可能在遷徙至澳大利亞的路上獲得了他們的基因?！焙揽怂贡硎?。尼爾森則認(rèn)為，EPAS1基因并不一定必須有益于丹尼索瓦人的高原生活，它只是恰好幫能助攜帶有這一基因的藏區(qū)住民更好地在世界屋脊上繁衍生息，而在丹尼索瓦人生活的某些方面，這種突變基因可能另有作用。如果普通人去青藏高原旅行，他的身體可能會(huì)通過(guò)生產(chǎn)更多能運(yùn)送氧氣的血紅細(xì)胞來(lái)適應(yīng)低氧的環(huán)境。但這一適應(yīng)性調(diào)整很可能過(guò)度，從而產(chǎn)生過(guò)量的血紅細(xì)胞。這樣的結(jié)果是血液變得粘稠，造成高血壓并可能引發(fā)中風(fēng)。藏民們不會(huì)有這樣的麻煩。他們的EPAS1基因能夠?qū)ρt細(xì)胞的“產(chǎn)量”進(jìn)行控制，使得機(jī)體能夠在不受損害的情況下適應(yīng)低氧環(huán)境。不過(guò)，由于寒冷的氣候也會(huì)引起血管收