進化新知:傳染病塑造了現代人類


進化新知:傳染病塑造了現代人類

【進化新知:傳染病塑造了現代人類】大腸桿菌
一支來自加利福尼亞大學圣迭戈醫學院的研究團隊,通過研究發現與人類免疫系統相關的兩個特定未激活基因賦予了現代人類抵抗一些致病細菌威脅的能力,比如能引起人類胎兒、新生兒與幼兒膿毒疾(sepsis)和腦膜炎(meningitis)的大腸桿菌K1(Escherichia coli)和鏈球菌B群(streptococci) 。在大約10萬年前,人類進化進入了一個關鍵且神秘的瓶頸期:非洲人類數量降低到只剩5000~10000個體,而最后,早期現代人類開始在數量及范圍兩方面急劇增加,并最終取代了其他所有近親,如尼安德特人 。這一瓶頸期的原因尚未解釋清楚 , 學界的猜測從基因突變、文化發展到氣候變遷(如一次大型火山噴發)都有 。不過,還有一種可能的解釋,那就是傳染病 。
Ajit Varki教授說,在小型且局限的人群中 , 單一的突變就會造成極大的影響,我們找到的兩種在人類體內不發生作用的基因,它們可能成為細菌病的目標而造成大量胎兒和新生兒死亡,這對物種生存的影響極大,要改變這一狀況有兩個方法,要么產生抗病機制 , 要么排除目標蛋白質 。Varki聯合來自美國、日本和意大利的學者 , 共同提出第二種方法在現代人類中發生,兩類曾在人類進化史中活躍的調控免疫系統基因所產的免疫球蛋白樣凝集素(siglecs)逐漸變得不起作用 。Varki之前曾認為一些疾病能通過凝集素改變宿主的免疫響應 , 而最近研究卻顯示凝集素-13已不再是現代人類的基因之一了,不過它在黑猩猩體內卻仍然完好地存在并發揮著作用,另一種凝集素-17雖然在人類體內還在表達,但卻僅微量產出一些對疾病無用的非活性蛋白質 。
國家健康研究中心的Eric D.Green博士說,基因序列能提供強有力的進化證據 。在一項新實驗中 , 科學家“復活”了上述基因的“分子化石” , 并發現它們仍能被大腸桿菌和鏈球菌辨識,因此,免疫反應仍能被改變 。雖然我們無法還原歷史上究竟發生了什么 , 但在10~20萬年前的古人類一定遭受過一次大型的疾病威脅,它使古人類數量驟減 , 只有擁有特定基因變異的少量個體能生存下來,而這一變異即是凝集素-13和17的無活性 , 擁有它的古代人類最終延續下來形成了現代人 。當然,造成古代人類進化瓶頸期的因素眾多,傳染病只是其中之一 。

(化石網/歆塬 編譯)