作者:陆念颀 来源:澎湃新闻 发布时间:2022/8/5 13:30:47
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极端高温,影响人类进化?

 

·据世界银行估计,到2050年,气候变化将导致1.4亿人迁移,目前生活在非洲撒哈拉以南地区、南亚、拉丁美洲的人迁移的可能性尤其高。

·大规模迁移的后果之一,是生物学界所谓的“基因流动”,即由种群之间基因混合引发的进化。

极端高温,无疑是今年夏天全球各地的一大关键词。

上海高温追平149年前纪录,全国多地出现“热射病”病例;欧美遭遇极端高温侵袭,40度以上天气成为常态,多国山火频发;甚至在北极圈,气温一度飙升至32.5度,覆盖格陵兰岛的冰盖正在加速融化。

气候变化正对人类的生活产生肉眼可见的影响。放眼未来,全球变暖的长期趋势又将如何左右人类种群本身?

高温可能直接间接改变人类基因

首先,常年高温可能会直接改变人类基因。《麻省理工科技评论》资深记者Jessica Hamzelou曾在《新科学家》杂志上撰写题为《过往的气候变化曾影响人类进化》的科普文章,以史为鉴,从人类特征的演进史,窥视气候变化在未来可能留下的人种烙印。

文章主要介绍了西非约鲁巴人对干旱环境的遗传学反应。历史上,约鲁巴人一直生活在撒哈拉沙漠边缘萨赫勒地区的干燥气候之下。为探寻约鲁巴人是否为应对该生存环境而进化,美国斯坦福大学的Andres Moreno团队研究了20名约鲁巴人、20名东亚人和20名欧洲人DNA样本中F0XI1基因的变异。该基因与肾脏水潴留相关(水潴留即机体在组织间隙里积存过多水分,并且无法通过排尿等方式排出),而根据《生物医学中心开放获取期刊》(BioMed Central)收录的一篇论文数据,撒哈拉沙漠以南地区慢性肾病的患病率达到17.7%。

研究团队发现,85%的约鲁巴人有着相似的遗传信息序列,且相较随机重组、基因改组产生的序列,该序列更长。团队认为,这是自然选择的结果。

遗传特征的长度表明,约鲁巴人的基因改变,可能始于距今一万至两万年前,恰好与撒哈拉沙漠化的初级阶段相吻合。

此外,研究团队还分析了包括约鲁巴人在内全球39个族群971个基因样本所处的地理位置,发现这一遗传信息序列更频繁地出现于低纬度地区。Moreno表示,鉴于低纬度地区更可能缺水,这一现象表明,进化压力与气候相关。不过,伦敦大学学院基因学家Steve Jones指出,这只是间接证据,因为我们无从得知约鲁巴人的基因差异是否真的提高了存活率。

假如Moreno的解释成立,该研究将引出一个新问题:人类能通过进化适应气候变化吗?美国亚利桑那州立大学人类遗传学家Anne Stone表示:“长期来看,如果地球持续变暖,那么发生基因嬗变并不会让我感到惊讶。”

除了通过自然选择的方式直接改变基因外,气候变化还可能通过改变生态环境,影响人类的行为方式,进而左右进化。美国莱斯大学生态学教授Scott Solomon在美国全国广播公司官网上刊发题为《气候变化可能影响人类进化,这种影响如何实现》的文章。

文章称,气候变化致使气温升高,引发干旱、降水模式的变化、生长周期的延长。动植物为跟上不断发生的变化,将不断进化。生物学家们已观察到,气候变化导致松鼠和鲑鱼的发育速度加快,繁殖期随之前移;夏季提早到来,一些花类的花期相应提前;珊瑚正与微藻建立新的关系,以便在温度更高、酸性更强的海洋中生存。

随着地球持续变暖,其他物种也可能发生渐进式变化——包括人类。气候变化将以微小但显著的方式改变人体的内部运行机制,并可能导致人体外形发生明显变化。

先看对人体的体内影响。气候变暖,意味着疟疾、西尼罗热等长期流行于热带地区的疾病将扩散到温带地区。其结果是,美国和其他发达国家的居民将接触到这些疾病,他们的免疫系统将被迫进化出新的防御机制,但这或许将引起其他非传染性疾病。

比如说,“镰刀形细胞贫血”和“地中海贫血”这两种血液病之所以出现并一直存在,是因为它们有一个对人类有益的副作用:携带特定基因的人能够抵抗疟疾的严重发作。如果疟疾蔓延到北美、东亚、欧洲的人口稠密地区,那么这两种疾病或其他新疾病可能很快随之出现。

同样,我们的消化系统也会随摄入食物的变化而进化,而食物的摄入类型取决于当地种植农作物和饲养牲畜的种类。比如成年人消化牛奶的能力,是从中东和北非的一些养牛族群进化而来的。他们的后代可能进化出更好的糖耐受或脂肪耐受能力。

改变饮食也会引发人体微生物组(寄居在肠道中的细菌和其他微生物,有助于保持健康)的变化。素食者体内的菌群往往与肉食者不同。如果长期干旱导致饲养成本过高,人们吃不到牲畜肉,这种微生物组的变化可能会被进一步放大。

虽然可能发生的这些变化肯定会引起生物学家的极大兴趣,但它们大多难以被肉眼察觉。不过,一旦人体内部发生变化,外部特征也会随之改变。

以身材为例,耶鲁大学进化生物学家Stephen Stearns表示,由于矮重的女性往往生育更多孩子,而这些孩子会遗传矮重的基因,故可推测2049年女性的平均身高将更矮,平均体重将更重。但Stone预测,因为生活在高温环境中的物种会进化出更能散热的体型,所以在气候变化的影响下,人们会进化得更高、更瘦。她说:“很有可能我们将找到一个最优点,既能应对高温,又能携带足够的脂肪以繁衍生息。”

移民潮带来的“基因流动”

此外,有证据表明,随着地球温度不断升高,不同人口群体之间的特征差异可能会渐渐消除。

气候变化之所以能减少种族差异,主要因为它将引发大规模移民潮。过去几十年来,人们纷纷涌向沿海大城市,全球总体城市化水平提高。但随着极地冰川融化,海平面上升,大量人口将被迫逃离沿海地区。而由于干旱日益频繁且严重,生活在旱区的人们将不得不搬到具有更多可靠水源的地方。

此类迁移将削弱地理障碍对分隔人类族群的作用。事实上,这种情况已经在发生。联合国的一份报告表明,截至2017年,全球有2.58亿人在出生国以外的其他国家生活。这一数据相比2000年,增长了49%。世界银行曾预测,到2050年,气候变化将导致1.4亿人迁移,目前生活在非洲撒哈拉以南地区、南亚、拉丁美洲的人迁移的可能性尤其高。

大规模迁移的后果之一,是生物学界所谓的“基因流动”,即由种群之间基因混合引发的进化。当来自不同种群的人交配繁衍,他们的基因会在孩子体内杂合。这可能导致孩子身上出现父母任何一方,甚至整个族群都不曾出现的一些特征组合,比如佛得角岛民的黑皮肤和蓝眼睛,这是葡萄牙人和西非人结合的结果。

基因流动最明显的后果之一,也许就是全球人口的肤色更加接近。

肤色差异是不同种群自然选择的结果。真黑素会使皮肤变黑,有助于抵御强烈的阳光。但真黑素过多,会使体内难以产生构建健康骨骼所必需的维生素D。因此,数千年来,人类在全球迁移的过程中,进化出了不同程度的皮肤色素沉着,而自然选择起到了平衡真黑素过多(可能间接导致骨骼畸形)与真黑素过少(可能导致癌症和天生缺陷)的作用。

其结果是,人的肤色与不同地区的阳光强度紧密契合——赤道附近肤色较深,两极附近肤色较浅。

但在当今世界,因为防晒霜和维生素补充剂的存在,自然选择对皮肤色素沉着变化的影响不如基因流动。由于肤色受许多基因控制,肤色不同的父母生出的孩子往往是中间肤色。因此,在5到10代人(125到250年)之后,黑皮肤或白皮肤的人会减少,而棕色或橄榄色皮肤的人会增多,同时拥有深色皮肤和浅色眼睛的现象,可能会变得更加普遍。

(本文由陆念颀编译)

参考文献:

1. https://www.nbcnews.com/mach/science/climate-change-could-affect-human-evolution-here-s-how-ncna907276

2. https://www.newscientist.com/article/mg20827832-800-past-climate-change-influenced-human-evolution/

 
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