我们身体上的微生物如何解读人类历史

化石、文物和人类 DNA 勾勒出我们演化的故事——但未能捕捉一切。为了填补这些空白，一些研究人员正在咨询我们身上微小的“搭便车者”：虱子、螨虫和其他在我们智人（Homo sapiens）出现很久以前就依附于我们谱系的寄生虫。

佛罗里达大学生物学家 David Reed 表示：“如果它们经历了相同的历史，那么它们一定能讲述一些关于这段历史的事情。”事实证明，这些寄生虫能够揭示我们过去的一些方面——包括服装的发明、未知的迁徙以及与其他物种的近距离接触——这些都被传统的证据所忽视。

关于虱子与人类

作为一名研究生，Reed 在研究了地松鼠身上的虱子后，将注意力转向了人族——灵长类动物家族树上人类分支的物种。在全是人类学家的领域里，“我是那个奇怪的虱子 guy，”Reed 说。

虱子已经以人类为食了很久。在距今 10,000 年的木乃伊和其他人类遗骸中都发现了这些昆虫——但我们共同的演化故事要追溯得更远。吸血虱子基本上在它们寄生的哺乳动物身上 stranded 了超过 7000 万年。当宿主谱系发生物种形成、迁徙或灭绝时，寄生虫也会如此，从而导致了今天虱子的多样性：有超过 500 种寄生于特定的哺乳动物类型。宿主和虱子的演化树同步生长——大多数时候。

但当它们的演化树不匹配时，它“就会显得格格不入，”Reed 说。而那里就隐藏着演化秘密。

人类携带三种类型的虱子，它们在外观和生态位上有所不同——这里的生态位就是指我们自身。Pthirus pubis，因其俗称“螃蟹”而得名，是阴虱。细长的Pediculus humanus 包含两种亚型，分别寄生于头皮毛发和衣物中。后者以身体为食（与所有虱子一样），但独特地栖息在服装中并产卵。

Reed 和同事们比较了从 20 个国家收集到的P. humanus 虱子的 DNA 片段。他们的结论发表在 2004 年的《公共科学图书馆·生物学》期刊上，引起了轰动：生活在现代人身上的某些虱子谱系携带来自生活在尼安德特人和其他已灭绝人族身上的虱子的 DNA。这一发现比古人类 DNA 证实我们的祖先与尼安德特人交配或甚至有过混血早了六年。

该团队是通过他们收集样本构建的人类寄生虱子演化树，检测到这种从尼安德特人到智人（sapiens）的转移。这棵演化树有三个不同的分支，但只有一个分支与人类的演化分裂相吻合。这些吸血鬼很可能是在 5 万至 10 万年前，当智人（H. sapiens）扩散出非洲时，附着在了他们身上。人类和寄生虫的祖先在这里保持一致，在那段时间内实现了多样化。

Reed 表示：“如果没有任何尼安德特人的参与，以及没有尼安德特人携带的虱子，那么你只会看到（这条）分支。”

但还有另外两个分支，显得格格不入。一次分裂发生在约 70 万年前，当时尼安德特人与现代人类的祖先也发生了分裂。看来这些虱子在尼安德特人身上演化了数百万年，然后在两组大约 6 万年前重叠时转移到了智人（H. sapiens）身上。该研究还发现了约 200 万年前分化出的虱子——这被认为是寄生于一个更古老、尚不为人知的直系祖先身上的寄生虫。

更多关于虱子的发现

现在，在人类遗传学的支持下，“不同的古人类群体曾混居”的观点已不再有争议。但虱子还有更多信息。虽然人类 DNA 只记录了杂交的案例，但寄生虫的基因组可以反映非性行为的互动。“我们认为这意味着我们将看到更多尼安德特人与现代人类之间的接触，”Reed 说。

不仅仅是尼安德特人。基于虱子-人类共同演化的另一个异常情况，也推测出了与猿类之间的密切接触。那些“螃蟹”般的阴虱P. pubis，无论在生理上还是遗传上，都与人类的头虱或衣虱截然不同。事实上，它们最近的亲戚是与大猩猩相关的虱子，共同的祖先可以追溯到 300 万至 400 万年前。研究人员认为，正是那时，这些寄生虫从古代大猩猩转移到了直系祖先身上。为什么会有如此近距离的接触？性行为不太可能，但我们的祖先可能是在 scavenging 猿类尸体来获取食物。

这一发现可能为直系祖先失去毛发设定了时间界限。要被阴虱寄生，我们的祖先很可能需要有明显的阴毛丛，并与头上的虱子被大片皮肤隔开。

同样，衣虱一定是在我们的祖先开始穿衣服之后才出现的——这是我们的物种适应寒冷气候的关键。最早的服装很可能是由易腐烂的兽皮和纤维制成的，已经没有保存下来。但 2011 年《分子生物学与演化》杂志的一项研究估计，衣虱和头虱的分化（介于 8.3 万至 17 万年前）证明了它们的存在。

面部螨虫，真正属于你

得益于改进的技术，未来肯定会有更多关于虱子的发现。Reed 说，过去获取虱子 DNA 非常困难，因为它们很小——大约像芝麻籽一样大，而且很坚韧，外骨骼“像个小坦克”。研究依赖于短的基因片段或大量的破碎的虫子：科学家在 2010 年将近 100 只若虫（未成熟的虱子）的 DNA 组合起来，组装出了第一个完整的虱子基因组。如今，他们可以轻松地从一只虱子中提取完整的基因组。

与此同时，其他研究人员正在研究不同的寄生虫。加州科学院的昆虫学家 Michelle Trautwein 说：“关于虱子的研究已经有很多很酷的故事。我认为面部螨虫的潜力更大。”

面部螨虫比虱子小十分之一，它们是半透明的团状物，长着八条短小的腿。你从婴儿时期起几乎肯定就拥有它们——但你可能不知道。这些螨虫太小了，无法看见，它们的大部分几周寿命都蜷缩在你面部的毛孔里，以皮肤油脂为食。它们只会在你睡觉时才爬到皮肤表面交配。洗涤无法清除它们，但不必担心：面部螨虫通常无害，除非是免疫系统受损的人，例如艾滋病或化疗患者。

它们可能是我们祖先的有价值记录。“面部螨虫真的是你自己的，”Trautwein 解释说。“你不会和陌生人分享它们。你不会和你坐在公交车旁边的人分享它们。”研究人员推测，婴儿在出生后不久就会从母亲那里获得它们。

在 2015 年发表于《美国国家科学院院刊》的一篇论文中，Trautwein 和同事们测试了面部螨虫追踪我们遗传史的准确性。为了对这些小生物进行基因分析，科学家们用发夹刮擦了 70 位具有已知、多样化祖先的人的前额。结果显示：面部螨虫和人类的演化树相匹配——甚至比虱子和人类的匹配度更高。

Trautwein 目前正在致力于从我们的螨虫中重建我们过去的未知方面，例如迁徙。因为昆虫的演化速度比人类快，它们可能比我们自己的 DNA 提供更精细的细节。到目前为止，她的团队已经从 90 多个国家的约 2000 人的面部采集了螨虫样本。

用于工作的基因

由宾夕法尼亚州立大学的 George Perry 领导的另一组研究人员，正试图识别使某些昆虫能够寄生于人类的基因适应性，其中包括研究生 Diego Hernandez 的一个臭虫项目。

人类祖先在漫长的历史中从蝙蝠和鸟类那里感染了至少三种臭虫。当直系祖先开始居住在洞穴中时，可能发生了最初的蝙蝠-人类转移，但这个时间点尚不清楚。Hernandez 将通过识别可能使臭虫能够跨越物种界限的基因变化，来试图确定一个精确的时间，并阐明哪些直系祖先在洞穴中安家。

Hernandez 说：“它们不仅仅是害虫。事实上，我们可以从这些东西中学到很多关于我们自己的东西……即使它们很讨厌。”

而且还有很多工作要做。Perry 说：“有整个巨大潜在的研究领域，研究寄生虫如何能告知我们人类生物学和演化的不同方面。”这个世界有多大？超过 430 种昆虫和其他寄生虫生活在我们身上、体内和体外。

这项研究不仅揭示了人类的里程碑——例如服装的起源、洞穴住所等等——还可能发现治疗和预防寄生虫的新方法。通过了解它们的适应性和演化，我们更能为结束这些“搭便车者”的免费旅行做好准备。

Bridget Alex是一位科学作家和人类学家，居住在加利福尼亚州帕萨迪纳。本文最初以“Stuck on You”为题刊登于印刷版。