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导读
达尔文的进化论思想已经深入人心。尽管误解不断,疑问依然无处不在,譬如我们人类还在进化吗?科学家们最近的一项科研成果,引起了较大的关注,或许能帮助你认识到进化确实无处不在,而且它就在我们的身边发生。
荷兰人为何越长越高
我们要说的是人的身高。今天的荷兰人,男性的平均身高为1.84米,女性1.71米。荷兰人的身高排在世界首位,过去150年平均增加了20厘米,而美国人只增加了6厘米,这是为什么呢?
过去我们一般认为,荷兰人个子高是因为营养和生长环境好,荷兰是世界上最大的奶酪生产和消费国,而且财富相对平均,还有很好的全民医疗等。
今年4月《英国皇家学会学报B》发表的一项研究表明,以上这些还并不足以解释一切,还有重要的一点不容忽视:这就是达尔文进化论的精髓——“自然选择”在发挥作用。
关于种群变异
这项研究谈不上高深,是依靠数据说话:他们借助了荷兰北部地区1935年~1967年间94500名居民详尽的健康资料。数据分析表明,荷兰个子高的男人尽管作父亲比较晚,但平均后代较多(对女性而言,则是平均身高的后代较多)。生育最多的男子身高超过平均身高7厘米,生育最少的男子身高低于平均身高14厘米。
统计分析发现,前者比后者平均多生0.24个孩子,于是在“自然选择”的作用下,一代一代下来,越来越多的荷兰人拥有了高个基因,荷兰人的个头也节节拔高。
科学研究表明,身高具有遗传性,人的身高至少受180种基因控制,加在一起能够解释一个种群80%的变异,显然环境因素在其中扮演了重要的角色。
科学家的结论是:“自然选择”加上饮食、生长环境共同解释了荷兰人身高的秘密。
当然,秘密并没有被完全揭开。为什么荷兰高个的男人平均后代就多呢?是高个子男人更吸引异性?还是他们更容易抵御疾病,抑或更容易离婚再娶?
“自然选择”的因素
目前至少还没有进一步研究的结论,不过,科学家们相信,在荷兰人的择偶过程中,身高因素所占的权重更高些,因此性选择可能是一个因素。
对普通公众而言,或许最为关心的问题是,我们人类未来朝哪儿进化?常识就会告诉你,人类似乎越来越长寿,至少目前的趋势是这样。然而,对于其他许许多多的问题,科学家的回答也许多少令你有些失望,因为自然选择只着眼当前,并不考虑将来。
进化理论预测未来的能力相当有限。影响人类进化的因素或许更加复杂。
文化和社会观念等都是影响人类进化的“自然选择”因素。拿身高来说吧,荷兰人的身高纪录还会保持下去吗?也许,但不会永远。
美国人曾经是世界个子最高的,但现在他们是最胖的。研究表明,在美国,矮于平均身高的男女,其生育成功率最高。美国人也在进化,中国人当然也在进化,只是沿着各自稍稍不同的方向在发展。
进化还在加速
身高只是人类进化故事中很小的一部分。遗传和环境对不同的人体特征的影响差别很大。譬如说,眼睛的颜色只受很少几个基因的控制,其他体征受环境的影响可就大多了。人类无疑一直在进化,甚至有研究表明,这一进化还在加速。
不过我们要准确地认识并记述这一过程,总不是那么容易,否则要科学研究干什么呢?
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从分子水平研究人类进化
史蒂芬·杰·古尔德是一位著名进化理论学家,他指出,人类和其他有意识状态生命的进化是历史上的偶然事件,如果人类进化历史倒退数百万年,人类的进化将是一个不同的轨迹。目前,美国宾夕法尼亚大学科学家提出研究证据证实古尔德结论是正确的,他们撰写了一份研究报告——《分子等级:进化是不可预知和不可逆转的》。
他们通过模拟蛋白质进化,显示被进化接受的基因突变通常取决于此前的突变,同时被接受的基因突变随着时间越来越难以逆转。该研究小组成员包括:宾夕法尼亚大学生物系乔舒亚·普洛特金、普雷马尔·沙哈和大卫·麦克坎德利什,研究报告发表在近日出版的《美国国家科学院学报》上。
该研究聚焦一种叫做“纯化选择”的进化类型,普洛特金说:“这是一种最简单、非常枯燥的进化类型,纯化选择仅是要求一种微生物依据自己的方式去选择进化。”
研究小组使用argT细菌蛋白质作为一种进化实验模型,argT细菌蛋白具有三维结构,其体型非常小,意味着研究人员能真实地预测一种既定基因突变如何影响蛋白质稳定性。
使用一种计算模型,通过随机引入突变,他们模拟在1000万年里这种蛋白质如何完成进化,如果未出现显著影响蛋白质稳定性则接受它们,如果出现显著影响蛋白质稳定性则拒绝它们。之后研究人员检查有多少对蛋白质出现突变,分析是否已被接受的后期突变蛋白质存在较早的突变现象。
普洛特金指出,这项实验与之前科学家提出的进化理论非常相近,结果显示,后期突变取决于较早的突变,证实了偶然性特征。也就是说,被进化接受的突变是偶然发生在之前进化基础之上,并减缓这一效应。
之后研究人员提出一个独特的逆向问题:是否能够逆转之前的突变,并且仍能保持蛋白质的稳定性?他们发现这是不可能的,突变是“根深蒂固”的,伴随着时间的推移越来越难以复原。
