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人类进化已经结束了吗?

探讨一个引人入胜的问题:人类物种的进化是否暂停了?了解人类的适应、遗传学和自然选择。

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在《纽约时报》最近的一篇观点文章中,英国遗传学家 J. S. Jones 提出了一个发人深省的问题:人类物种是否停止进化了?那些曾经似乎总在不断创新——如对生拇指、更大的大脑、直立姿势——的辉煌时代是否已经一去不复返了?还是我们将继续进化?

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琼斯不这么认为。他正确地指出,我们永远不会变成拥有X射线视力或电脑大脑的生物。没有进化的压力迫使我们这样做——我们的技术已经为医生和机场检查员提供了X射线视力,而且不久之后电脑可能就会与人脑连接。事实上,他认为,在我们的物种进化过程中施加的强大自然选择压力几乎已经消失了。自然选择曾经保证只有最适者生存和繁衍。现在,在工业化西方世界,几乎每个人都能长大并生育子女。

但这并不意味着自然选择不再对人类起作用。诚然,在琼斯谈到的幸运群体中,自然选择的压力可能有所减缓,但这种缓和最多持续了不到一百年。考虑到人类物种已经存在了大约五万到十万年,而我们的类人祖先在此之前已经进化了数百万年,这几乎算不上什么时间。

即使我们沾沾自喜地享受着西方文明的舒适生活,自然选择仍在悄悄地发挥作用。考虑一下保护地球免受短波紫外线辐射的臭氧层变薄所带来的进化后果。美国环保局预测,在未来50年里,仅在美国就将新增1200万例恶性黑色素瘤,其中许多将发生在育龄人群身上——据报道,前内政部长唐纳德·霍德尔认为我们可以通过简单地戴帽子和涂抹防晒霜来解决这个问题。在没有更好的解决方案的情况下,我们中的一些人正在采纳他的建议。但地球上数亿人无法获得防晒霜,只能依靠皮肤中的黑色素来保护自己。当然,人们皮肤中的黑色素含量各不相同,导致有些人比其他人更容易受到紫外线伤害。皮肤苍白、有雀斑的人患黑色素瘤的几率已经高出4到20倍,随着紫外线通量的增加,这种风险还会增加。除非我们修复臭氧层,否则这种新的选择可能会淘汰我们中最肤色浅的人。

琼斯还认为,人类物种的进化能力即将达到极限。他以人类平均寿命的长度为例,在过去一个世纪里,由于卫生条件的改善、营养的增加和免疫接种,人类平均寿命得到了令人鼓舞的增长。然而,最近,这种增长似乎达到了一个限度。他说,如果我们不能再有任何提高,那么对于我们来说,进化就真的停止了。

这个论点有两个问题。首先,它暗示进化必须带来改善。物种会根据它们遇到的任何环境而进化——如果寿命短是有利的,那么寿命更短的将会被选择。其次,琼斯混淆了我们可以追溯到环境改变(如更好的卫生条件)而产生的寿命变化,以及源于我们基因的变化。我们并不是在耗尽增加(或减少)寿命的遗传潜力。从来没有任何暴君会试图在他们控制的人群中选择增加或减少的寿命。如果他们这样做了,实验无疑会成功。我们已经知道这对老鼠来说是有效的,一些品系的老鼠已经培育出近乎正常老鼠寿命的两倍,而另一些只有一半。在这方面,人类与我们的农民进行人工选择的猪、牛和小麦没有区别。作为一个物种,我们拥有充足的遗传变异,而选择(无论是自然的还是人工的)都可以作用于这些变异。

这些变异最终来自我们基因中的突变,基因是我们编码蛋白质的DNA片段。至少,每个孩子在其10万个基因中携带两个新的突变,这些突变可能产生可检测到的,尽管可能是微妙的影响。由于地球上有超过50亿人,这意味着每一代都有至少100亿个新的突变基因涌入总共的人类基因库——这还要加上已经存在的数万亿个突变基因。许多突变没有直接后果,有些是灾难性的,一小部分是有益的。

幸运的是,对我们物种而言,自然选择在不断地对这种洪流进行筛选,保留好的突变,去除坏的突变。因为大多数突变影响很小,所以选择过程在很大程度上是看不见的。如果你携带一个基因,使你生孩子的几率降低1%,你不太可能注意到它的影响。即便如此,这种微弱的选择也足以随着时间的推移降低该基因在种群中的频率。事实上,一旦该基因足够稀有,如果所有携带者偶然都未能繁殖,它就可能被完全淘汰。相反,如果一个新的突变基因使你生孩子的几率增加1%,那么它很可能会悄悄地在种群中传播。进化一直在悄无声息地进行着。

当然,琼斯并不是唯一一个认为进化已经停止的人。其他人声称它早已停止。生活在3.5万年前的欧洲克鲁马努人,他们的骨骼几乎与当代人类无法区分。古生物学家喜欢说,给克鲁马努人穿上西装,给他刮胡子,他就能融入华尔街经纪人的队伍。

嗯,还不至于。克鲁马努人是狩猎采集者,他们的饮食与我们大相径庭。他生活在一个人口稀少的世界上,传染病很少,所以他的免疫系统还没有进化出抵抗它们的能力。就像生活在偏远雨林的现代狩猎采集者突然被抛入二十世纪一样,他将极易受到疾病和饮食问题的困扰。我敢打赌,如果没有免疫接种和仔细的饮食,他一周内就会死亡。

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很快,随着人类基因组计划的完成,我们将能够比较地球上最后几位狩猎采集者的基因型与那些祖先经历过农业革命的人的基因型。届时,我们将能够看到我们在适应农业和城市化过程中发生的基因变化。我预计这些变化将是深远的。它们将包括使我们能够应对饮食变化的基因,使我们能够抵抗在拥挤城镇中繁殖的疾病的基因,甚至可能包括有助于我们适应城市生活而非狩猎采集者生活的行为的基因。

例如,亚利桑那州南部皮马印第安人,他们相对较晚才采用农业,似乎拥有导致其细胞显示很少活性胰岛素受体的基因。除其他外,胰岛素调节细胞从血液中吸收糖(它们的主要燃料)。因此,皮马印第安人的细胞只能缓慢地利用糖,少量的燃料可以持续很长时间。历史上,在漫长的饥荒时期,这种节俭使皮马人能够勉强维持肝脏储存的紧急糖储备并释放到血液中。当食物供应不稳定时,这是一种优势。但现在,他们的世界已经转变为包括丰富、现代的高糖饮食,这反而是一种劣势。他们的身体充满了比他们的细胞所能利用或肝脏所能储存的更多的糖,导致血糖水平飙升——以及惊人高发的胰岛素抵抗性糖尿病。

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相比之下,我们大多数人是经历了农业革命的人的后代。我们已经适应了丰富的食物、大量的糖和规律的进餐时间,通过增加细胞上活性胰岛素受体的数量。因此,我们大多数人不会得糖尿病。但如果我们被迫回到狩猎采集生活,我们大多数人可能会过得很糟糕——只想想我们不吃饭时所经历的痛苦。

因此,各种各样的进化变化仍在人类种群中发生。我们能控制它们吗?可能不能,尽管基因治疗时代已经来临。在美国国立卫生研究院,一个研究团队正在尝试治疗一种罕见的致命遗传性疾病——严重联合免疫缺陷病,也称为“泡泡男孩病”——这通常是由一种称为腺苷脱氨酶的酶缺乏引起的。研究人员从患有该病的两个女孩身上提取了白细胞,在她们的细胞中植入了制造缺失酶的基因,将它们大量培养,然后输回给女孩们。这种疗法似乎有效:这些女孩不再像以前那样容易受到曾经威胁到她们的许多疾病的侵害,并且在接受疫苗接种时,她们的免疫系统能产生正常水平的保护性抗体(而在这之前,她们做不到)。

然而,从进化的角度来看,这种疗法会有什么影响呢?那些经过改造的细胞中的有用基因无法遗传给下一代。所以这些女孩会正常长大,并将她们有缺陷的基因遗传给她们的孩子,而如果自然选择能够自由运作,这种情况就不会发生。幸运的是,她们未来的丈夫几乎肯定会将其基因的正常形式遗传给他们的孩子,从而掩盖了异常基因的影响,所以女孩们 Thus, the girls' children will not develop the disease. But the girls' mutant genes will continue to survive in their descendants, creating the possibility that many generations later their descendants could marry other people with the mutant genes. If they do, bubble babies will be born who would not have been if natural selection had been allowed to operate unchecked. Overall, though, the defective genes will have virtually no impact on the gene pool of our species, for they will simply join those billions of other mutant genes, new and old, that we are all collectively passing on to our children.

最后,那最能将我们与其他动物区分开来的特征呢?我们的心智能力。它是否停止进化了?普遍认为,在导致人类大脑产生巨大复杂性的力量中,最强大的是我们祖先的物理和社会环境日益复杂化以及他们适应这种复杂化的能力之间的一种反馈循环。为了说明它是如何运作的,让我们假设5万年前,一种新狩猎技术的发明或一种新食物来源的发现,使得一个地区部落的数量得以增加,从而创造了更多的社会互动机会——并最终导致了处理这些互动所需的语言的复杂性提高。这种情况可能选择了一系列基因,包括增加韦尼克区(主要负责语言理解的大脑区域)大小的基因。拥有这些基因的人将更能从新的社会活动中获益,可能获得配偶、财富和权力,从而使他们能够留下更多的后代。而拥有这些基因的一些人反过来又可能使社会和语言更加复杂,从而驱动反馈循环的另一轮。

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现在,为了让这个反馈循环发挥作用,就必须存在着影响大脑能力的基因上个体之间的巨大差异。如果不存在这种差异,如果每个人都拥有完全相同的控制大脑发育的基因组,那么自然选择将无从下手——进化真的会停止!

明尼苏达大学托马斯·布沙尔及其同事已经收集了证明这种差异存在的数据。他们追踪了56对在出生时就被分开抚养的同卵双胞胎,并对他们进行了一系列测试,测量了智商、社会态度和性格特征。正如预期的那样,测试结果显示这112人中有很大的差异。但当对每对双胞胎的分数进行仔细审查时,他们常常显示出不寻常的相似性。由于双胞胎是在不同的环境中长大的,这些相似性必然是由于他们共享的基因。

由于双胞胎可能发生在任何一个受精卵上,布沙尔的双胞胎可以被视为从全国受精卵中抽取的随机样本。对他们而言是如此,对整个美国人口也是如此。布沙尔估计,遗传差异在他测试的心理特征总变异中占40%到70%。

但是,你可能会问,为什么我们最近技术环境的巨大复杂性增长没有对我们的大脑产生可衡量的物理影响呢?(毕竟,我们工业化后的大脑与当代狩猎采集者的大脑并没有明显区别。)这仅仅是因为时间不够;在我们追溯家谱的很多代之前,我们都能找到大多数祖先是过着简单生活的农民,完全没有传真机和国税局。我们改变环境的速度现在已经超过了生物进化的最快速度。基本上,我们仍然拥有农民或狩猎采集者的大脑,却生活在一个高科技世界。

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进化的不可抗拒的法则将继续运作,在未来拥挤、生态受损的世界里,甚至可能更强烈。如果情况变得非常糟糕,进化的后果可能会非常极端。核浩劫或生态灾难的任何幸存者很可能只是今天人口中一小部分、经过高度选择的群体。此外,我们无法预测如此灾难会对基因-环境反馈循环产生什么长期影响。例如,如果破坏如此广泛,以至于人们无法形成可行的社会群体,我们后代的进化将不可避免地朝着野蛮的方向发展。

不,人类进化并未停止,实际上也无法停止。我们必须改变我们与彼此以及与我们星球互动的方式,这样那些继续塑造我们的进化力量就不会将我们推向过早灭绝,或剥夺我们人性的本质。

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