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基因突变使我们的祖先成为更好的长跑运动员

探索耐力跑如何塑造人类进化,这得益于CMAH基因突变和追逐狩猎的挑战。

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人类生物学和骨骼结构的古老变化使我们的祖先能够跑更远的距离,从而在狩猎捕食中获得生存优势。图片来源:Maridav/shutterstock

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人类不像狮子那么强壮,跑得不像猎豹那么快,也看不清像猫头鹰。但我们有一件事做得很好:耐力跑。

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大约在200万到300万年前,我们的非洲祖先适应了导致森林稀疏和干旱稀树草原扩张的气候时期。科学家们说,他们的生物学和骨骼结构的变化使他们能够跑更远的距离,从而在狩猎捕食中获得生存优势。

据信,我们当时的祖先从事追逐狩猎,即追逐动物穿越开阔地带直到它们筋疲力尽并容易被杀死。这也是原始人类可能吃更多肉的时候,这与大脑体积的增加有关。

但将原始人类转变为食肉、携带长矛的耐力跑者的难题中,缺少了遗传和分子证据。9月12日发表在《英国皇家学会学报B》上的一篇论文朝着这个方向迈出了一步。

CMAH缺失小鼠拥有更强的耐力

加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现了一种人类基因突变,他们说这种突变发生在200万到300万年前,当时原始人类正从森林过渡到开阔地带。研究人员说,这种突变本质上关闭了名为CMAH的基因,通过自然选择,这种突变在产生了现代人类的谱系中得以固定。在研究中,科学家们测试了CMAH缺失对经过基因改造并培育了人类突变的小鼠的影响。他们的耐力测试涉及变异小鼠和作为对照组的正常小鼠。

在跑步机上测试,携带突变的小鼠比对照动物表现出高30%的耐力。另一项研究发现,CMAH缺失的小鼠比对照小鼠跑得快12%,跑得时间长20%。

对变异小鼠的肌肉进行检查显示,氧气浓度更高,氨基酸也更多——这些变化已知会增加身体耐力。

作者写道,CMAH缺失可能是我们的祖先增加跑步耐力的一个关键因素。“推测这种突变对于跑得更快更远可能至关重要,这是合理的。”

尽管如此,研究人员警告说,还需要做更多的工作。他们希望进一步探索身体的氧气利用情况,包括其对CMAH缺失小鼠心脏的影响。

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