□河北日報記者 周 潔
9月21日，《自然》雜志發(fā)布研究報告稱，人類種群至少在20萬年前就開始從非洲分離，自那以后，基因突變累積速度在“非非洲人”中提高了5%。研究人員認為，分離后，“非非洲人”代際時間縮短，從而提高了基因變化的速度。
而在更多時候，說起基因突變，大多數(shù)人先想到的是惡性腫瘤和罕見遺傳病。一個常被忽視的事實是：如今的你之所以能夠和猿產(chǎn)生天壤之別，關鍵在于基因突變的“神來之筆”。
過去幾萬年間，人類數(shù)以千計的基因發(fā)生突變，正是突變賦予了人類全新的“超能力”，促成了從猿類祖先向現(xiàn)代人類的偉大跨越。
每時每刻，人類基因都在發(fā)生著微小的變異，在悄然無聲間塑造著新人類的樣貌。基因突變這一公認的人類進化之源，正成為各國科學家爭相探究的熱點。
基因突變， 造就“超能力”
抵抗瘧疾、麻風病，設計建造各種復雜工具……今天人類的工作和生活能力，在人類的猿類祖先看來，都是了不起的“超能力”。
使猿類一步步跨越變成人的神奇“魔手”，正是基因突變。
“人類數(shù)以千計的基因已經(jīng)在過去幾萬年間發(fā)生進化�！焙颖贬t(yī)科大學教授、博士生導師呂占軍說，在史前時代，面對傳染病大范圍流行、高山空氣稀薄等各類生存挑戰(zhàn)和惡劣環(huán)境，人類之所以能代代生息，憑借的正是不斷變異進化的優(yōu)勢基因。
更大的大腦，是人類區(qū)別于猿的特征之一。一個代號叫做ASPM的基因，經(jīng)歷了15次重要突變，讓猿類祖先的大腦越來越發(fā)達，最終進化成人類�！癆SPM基因使古人類大腦容量逐漸膨脹，為發(fā)展成擁有更加發(fā)達大腦的聰明人類打下基礎�！庇袑＜冶硎尽�
因為對瘧疾這種傳染性和致死率極高的疾病束手無策，人類始祖很多都活不過成年。也是因為基因突變，讓人類可以不用對瘧疾談之色變。專家解釋說，“有超過一百種微小的基因差異能夠導致與紅細胞代謝相關的某種蛋白質缺失，使得瘧原蟲難以侵入紅細胞，提高了人類抵抗這種瘟疫的能力。事實上，不僅是瘧疾，基因突變還讓特定人群產(chǎn)生了抵抗麻風病、結核和霍亂的能力。”
看見美食可以大快朵頤，對普通人而言不是什么高級功能，可在古人類看來卻是奢望。如果給他們吃塊土豆或紅薯，他們也許就會因為消化不良拉好幾天肚子，甚至還會因此一命嗚呼。
“直到一個名叫AMY1的基因發(fā)生突變，人類才終于可以在美食面前無所顧忌�！毖芯空甙l(fā)現(xiàn)，這個基因可以轉譯出分解淀粉的酶，幫助古人類快速從各種食物中獲取營養(yǎng)。這意味著古人類第一次擁有了消化淀粉的能力以及時獲取能量。
好多人都去醫(yī)院拔過智齒，那也是進化留在人類身上的痕跡。在刀具和烹飪出現(xiàn)前，智齒非常有用，人類的祖先在咀嚼堅硬食物時很可能失去磨牙，需要智齒替代。在進化為人的路上，人類的大腦逐漸占滿了頭骨內(nèi)的空間，口腔變得狹窄，導致第三排臼齒難以從牙床萌出。數(shù)千年前，一種基因突變導致智齒徹底不再生長。現(xiàn)在，四分之一的人至少有一枚智齒缺失。
“基因會發(fā)生這樣或那樣的變異，但可以肯定的是，人類不可能像科幻片里的主人公一樣，一下子就進化出翅膀或其他‘超能力’�！眳握架娬J為，大部分進化結果是緩慢遞進式發(fā)生的，因為它們存在于人類的遺傳基因組合中。
呂占軍解釋說，人類的許多基因在發(fā)揮作用時，都在同時和其他幾十上百種基因相互糾纏作用。他所在的課題組研究發(fā)現(xiàn)了一個人的重復序列基因Alu，這個基因最早出現(xiàn)在2億年前的小鼠體內(nèi)，以后開始在靈長類中聚集�；驕y序發(fā)現(xiàn)，目前這個基因在人類達到11%的基因組密度。
“Alu基因就像鋼筋和水泥會塑造樓體框架一樣，它參與塑造了人類的基因組，讓每一個基因都能各司其職認真工作。這一基因發(fā)生的變化，促成了靈長類向古人類的進化，為如今的我們定下基調(diào)�！眳握架姳硎尽�
隨機變異，唯適者生存
“變異雖然漫無目的，但是它卻強大得讓人難以置信�！眳握架姳硎荆m者生存是大自然中的“鐵律”，通過一次次試錯，更優(yōu)勢的基因會逐漸普及，讓人類進化不斷上升到新的臺階。
呂占軍的觀點，可以在達爾文的進化論中得到印證：在殘酷的生存斗爭中，自然選擇能使有利于生物體生存與繁殖的遺傳性狀變得更為普遍，并使有害的性狀變得更稀有。
“例如，長頸鹿的祖先其實脖子并不長，有一些長頸鹿發(fā)生了基因突變，它們的脖子變得更長。脖子變長的長頸鹿因為能吃到更多食物，它們的后代會越來越多。而脖子短的那些長頸鹿，因為吃不到食物，后代會越來越少，逐漸就被淘汰掉了�！�
呂占軍說，“人的進化也遵循這樣一個道理，更聰明、更強壯的人會產(chǎn)生更多后代，有益變異就會隨著遺傳越來越普及，有害變異則逐漸萎縮直至消失。”
而另一方面，基因變異也是一把雙刃劍，一些變異基因將會對人類有益，但另外一些基因變異也可能給人類生命健康帶來負面影響。
“任何一個基因每次復制都會有10-9的機會發(fā)生變異，但這種變異是隨機且盲目的�！眳握架娊忉屨f，人類并不能決定要改變哪個基因，也完全不能控制變異的結果，這導致有害變異遠遠超過有益變異。
“比如遺傳性視網(wǎng)膜神經(jīng)母細胞瘤就是Rb基因發(fā)生變異導致的惡性腫瘤，每年大概會有十萬分之二的發(fā)病率，患者通常在2歲左右發(fā)病直至死亡，這就是當代精子和卵子的基因發(fā)生突變產(chǎn)生有害變異的例子�！眳握架姳硎�。
另一個著名的有害變異是X染色體基因發(fā)生變異引發(fā)的重度近視眼�！斑@是典型的隔代遺傳，如果母親體內(nèi)含有隱性基因，那么后代中二分之一的男孩會患上此病，家族中第一個發(fā)生基因突變的人甚至可以追溯到幾百年前。”呂占軍說。
“另外，從10萬年前到現(xiàn)在，古人類到人類的進化僅僅度過了3000多個世代，還遠遠稱不上成熟�！眳握架娬J為，我們可能對目前的一些狀態(tài)習以為常，但它們確確實實是人類存在的不足。
“與其他生物相比，人類在生殖、免疫系統(tǒng)等方面都比較脆弱，這些都是進化不完善的表現(xiàn)�！眳握架娕e例說，如果沒有現(xiàn)代醫(yī)療手段，人類生育仍然受到難產(chǎn)等多種難題困擾，生育死亡率依然很高。再比如，人的免疫系統(tǒng)非常脆弱，如果沒有抗菌素、疫苗等，絕大多數(shù)人都活不過成年。
“此外，人類至今無法擺脫對食物中維生素C的依賴，痔瘡頻發(fā)依然是直立行走后難以解決的問題，這些天然形成的缺陷至今尚未得到解決，使人類仍然承受著痛苦和不便�！眳握架娬f。
自然選擇弱化，新規(guī)則將臨？
那么，幾千年后甚至幾萬年后，人類的后代看起來會有怎樣的變化？
“那時候的人類，也許會變得越來越不一樣。”呂占軍認為，隨著社會環(huán)境的變化，自然選擇也在弱化。他舉例說，遠古時期，大約有一半人口活不到20歲，而現(xiàn)代人的壽命已大大提高，這使得本該被自然選擇淘汰的基因得以繼續(xù)遺傳下來。
“這得益于人類能夠使用工具，是唯一一種不用改變基因就能適應自然環(huán)境的生物�！眳握架娊忉屨f，比如魚想要在陸地上生活，就必須要通過基因變異長出適應陸地生活的肺。而人想要去水下看看就不需要長魚鰓，只要穿上潛水服或坐上潛水艇，就能遨游水下世界了。
“自然選擇的弱化，會導致選擇壓力下降，種內(nèi)類變異會上升。由此導致的結果是，人類在基因上差別越來越大�！彼M一步解釋說，比如古人類或早期現(xiàn)代人得了近視眼就無法存活，因為他們無法防御野獸攻擊，也找不到充足的食物。而隨著現(xiàn)代科學技術的進步，人得了近視眼可以佩戴眼鏡，也可以通過手術進行矯正。這樣一來，人群中有視力好的，也有視力特別差的，大家的情況會變得參差不齊。
“照此推斷，人的聽力、免疫力、抗病能力等多方面能力都會出現(xiàn)多樣分布的特點，人會變得越來越不一樣，甚至出現(xiàn)不同的變種，不再屬于同一交配群。”呂占軍說，就像鼎盛時期的恐龍一樣，種類繁多，長相和功能也各有千秋。
還有一些研究者認為，在今天的技術條件下，新一輪的自然選擇會再度降臨。進化遺傳學家彼得·凱特利曾指出，人類維持這種低強度選擇壓力的局面是暫時的，隨著資源消耗、人口激增、環(huán)境污染、氣候劇變，我們將會面臨極大的困境，從而不得不接受自然選擇的嚴酷考驗。
“或許，在科學技術飛速發(fā)展的今天，自然選擇的方式會發(fā)生變化�！眳握架娬f，“我猜想，不用到下個千年，我們就能找到控制人類基因組的方法，這樣人類就將遵循一套全新的規(guī)則來進化�！�
在呂占軍看來，通過人腦與電腦芯片進行互通開展智力輸入，或許是最快捷的改變基因表達的辦法。“不通過眼、耳等感官，就能進行人機互動，增強大腦記憶力和分析力。這樣一來，芯片就成為人腦的延伸，人的智力會變得更為強大�！�
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