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隨著現代國家、醫療技術、文化、科技的進步,延長人們的壽命,也幾乎使得每個人都可以適存,這會不會使得人類演變因此停止了呢?透過探討人類演化過程中受天擇或非基因作用(nongenetic forces)與今日的文化及科技的變遷間的關連性,顯示人類仍然在演化,但難以預料人類未來的演化方向。
南非開普敦大學(University of Cape Town)的人類學家Rebecca Ackermann及美國俄亥俄州立大學 (Ohio State University)的人類學家Clark Larsen分析人類祖先的長相,從靈長類動物笨重下顎的粗臉到現代人頭顱明顯朝小型而圓、纖細優美的臉形及下顎,發現天擇作用可能驅使長相的演化朝向早期人種的生成,但他們也發現長相的變化可能因工具的使用,致使咬及咀嚼動作的變少而變小。過去一萬多年,隨著農業的發展,人類開始吃易於咀嚼的軟質食物,結果解放臉部及下顎咬合的壓力,進而影響頭顱的形狀。多數研究顯示非西方人多吃硬質的食物,有咬合不良的比率較少,隨著咀嚼壓力的減少,咀嚼的肌肉及骨骼長的較小,此現象在猴子的族群中也有觀察到。還有許多發展中國家的人民平均身高較150年前高,是因為有較好的飲食而非天擇作用,顯示了骨骼可塑性的表現,故有些改變可能是受到飲食等文化或環境因子的影響。
而頭顱骨在不同地區的差異,呈現了天擇以外,隨機的基因漂變也在人類多樣性的演化上扮演重要的角色,例如頭寬、鼻高、下顎長等。但加州史丹佛大學的人類學家Charles Roseman藉由西伯利亞前俄屬白雅特共和國(Buriat)的頭顱骨較隨機漂變(random drift)預測的寬闊,指出這可能是適應寒冷氣候的特徵,因為寬闊的頭顱骨有較小的表面積。因此,除了基因漂變和遷移居住區域等因素之外,適應天候等其他因素也是造成人類多樣性的原因。
即使許多證據顯示基因漂變和非基因因素造成現代人類型態的不同,但也有證據顯示天擇仍對人類型態演化的細微影響,例如乳糖不耐症(lactose intolerance),乳糖是牛奶中大部分的糖類,但大部分的成人不能喝牛奶,是因為他們體內只製作少量的乳糖酶以分解乳糖,而有乳糖不耐症,在歐洲人有70%以上的比例可耐乳糖,但在亞薩哈拉非洲及東南亞則較少,似乎與歐洲人有長期喝牛奶的歷史有關。所以,波士頓哈佛醫學Joel Hirschhorn領導的研究群找到長度為大於一百萬個核甘酸鹼基對,裡面含有乳糖酶基因的單體型(haplotype:individual alleles),這單體型在歐洲血統的美國人及歐洲人中佔80%,但在南非的班圖人(Bantu)及大部分中國族群中卻找不到,由於還未受到基因重組的影響,遺傳學家推測這個這段DNA區塊仍然相當年輕,而受到天擇作用影響的時間,與五千年至一萬年前日常的養殖興起相當符合,故文化及科技的變遷也是造成天擇作用的因素。
雖然天擇偏好喜歡喝牛奶的成人,但大部分人們沒有喝牛奶,並不影響生活,但有一些例子說明某個對偶基因的有無,卻事關生死,例如人類的黑死病—後天免疫缺乏症候群(AIDS)及瘧疾。四年前,Tishkoff以及研究員們發現G6PD(glucose-6-phosphate dehydrogenase)基因的兩個對偶基因受選擇壓力所偏好,就是突變的對偶基因A-及Med,是造成血型疾病的突變基因型,只出現在有瘧疾的地區,因為它可以防瘧疾的發作。根據考古學的證據,在農業發展後,林地的清除,留下的池水,成了繁養瘧疾的媒介蚊子Anopheles的場所,瘧疾才成為主要的健康問題,因此文化的變遷再次導致遺傳基因的變動。
而AIDS的例子,流行於1970年晚期,當HIV感染血液中的T細胞,它會連接細胞表面的受器CCR5,在1990年中期的研究員發現同型結合子的CCR5突變基因可以防治AIDS的發生,這突變基因又稱為delta32,在歐洲人中有 13%以上的比例,但在其他族群極為稀少,此對偶基因delta32約在七百年前出現的,推斷出強烈的選擇事件造成它的散佈,近年來的研究說明可能是與造成歐洲人大量死亡的天花有關。
在過去幾年,在冰島首都雷克雅維克的生技公司deCODE遺傳學單位的科學家,聚集27萬冰島公民的基因資訊,研究員發現人類第17對染色體的變異,DNA上有90萬個核甘酸鹼基對是反向的,而這段反向的DNA序列和之前發現的H2單體型有關。帶有H2的冰島人佔17.5%,歐洲人有21%,但是在非洲人僅有6%及亞洲人有 1%。在1925及1965年間出生的29137個冰島人中,女性帶有H2單體型者卻比帶有H1者有多於3.5%的小孩。deCODE團隊進一步發現帶有H2者的卵母細胞再行減數分裂時能發生較高頻率的基因重組,而母親的卵母細胞重組效率較高的則有較多的小孩,可能因為這個基因的改組而防止減數分裂過程中產生的錯誤,並且帶有H2者似乎有較長平均的壽命,這是聯繫在DNA變異上的優勢。若是它在其他的族群及環境中呈現相同的生殖優勢,H2性狀的歐洲人版本可能會席捲整個人類族群,但在歐洲之外H2單體型卻是呈現低的比例,確實原因還需進一歩探討。
現有的證據都說明隨著文化及科技的變遷,天擇仍在人類基因組(genome)上進行著微妙的作用,表示人類仍然在演化,而形成地區性的基因庫,但並不會有一定的方向,所以,難以去預料人類未來的演化方向。目前人類的族群漸漸的成長,使用超過地球能源資源,以及氣候的變遷,只能推測未來可能面臨的環境型態,或許會是對人類生存條件更為嚴苛的新天擇作用。但演化並沒有一個明確的目標,只是允許我們在這一世代有較佳的存活及繁殖力,所以人類未來演化方面的預測,以目前科學研究的角度來說仍是充滿未知的。 |
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