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  • 为什么说种族融合对人类的未来生存至关重要?

    2017-03-10 16:05:00 来源: 好奇心日报

    斯科特·所罗门(Scott Solomon)是一名生物学家,也是一名科普作者。他在莱斯大学(Rice University)担任生物科学老师,作品和摄影曾经发表在《Slate》杂志、《Nautilus 》杂志、Wired 网站等媒体上。他在 2016 年出版了《未来的人类:人类持续进化过程背后的科学故事》(Future Humans: Inside the Science of Our Continuing Evolution)一书。如今,所罗门居住在美国德州的休斯敦市。

    本文AEON 授权《好奇心日报》发布,你可以在 Twitter 上关注他们

    在未来,很多人可能会像丹妮尔·肖梅克(Danielle Shewmake)一样。21岁的肖梅克来自德州的沃思堡市(Fort Worth),是一名大学生。她有着黑色的自然卷发,棕色的眼睛和橄榄色的肌肤。因为外貌的原因,很多人误以为她具有地中海地区的血统(Mediterranean)。实际上,她的血统成分非常复杂。肖梅克的父亲具有一半的彻罗基族(Cherokee,北美印第安人的一个种族——译者注)血统和一半的高加索人(Caucasian,又称欧罗巴人或者白种人——译者注)血统。她的母亲出生于牙买加(Jamaica),外婆是印第安人,外公则是非洲和苏格兰两种血统的混血儿。

    肖梅克说:“我和妹妹就是这些血统的‘合集’。”她不愿意以某一种特定的血统作为种族身份。相反,她喜欢“混血儿”(mixed)这种身份。

    在人类数万年的发展过程里,不同人种之间渐渐出现了生理特征上的差异。人类在全球各地定居后,慢慢开始适应当地的自然环境和人文条件。在自然选择和文化创新的共同作用下,人种之间的生理差异渐渐拉大。但是,不同地区之间的人们却没有断绝往来。相反,不管是因为贸易还是冲突,不同地区人群之间的交流从未停止。正因如此,基因和理念之间的交换也未曾中断。在过去的十年中,科研人员对成千上万的人类基因组进行了测序。最近,新的研究发现移民迁徙和基因融合在人类历史上发挥了浓墨重彩的作用。因此,人种之间的融合以及混血儿的存在从来就不是什么新鲜事。

    不过,现如今的人种融合比例倒是创下历史新高。全球化使人类具备了以往任何时候都不具备的流动性。国际移民迁徙数量达到历史最高,跨种族婚姻的数量也再创记录。在这些因素的共同影响下,越来越多像肖梅克这样的混血儿出现在世界上。换句话说,混血儿已经成为一股浪潮和趋势。虽然不能简单以基因差异来划分和区别人种,但是种族的确能帮我们更好地理解如今正在兴起的种族融合大潮。而且,这种人种的“重组”正影响着人类基因库的基础架构。

    考古学证据表明,智人(Homo sapiens)在大约二十万年之前的时候就已经出现在东非地区。大约五万年之前(或者可能更早),人类开始走出非洲,迁徙到阿拉伯半岛(Arabian Peninsula)和欧亚大陆(Eurasia)内部地区。科学家分析称,造成这一现象的原因可能是气候变化迫使人类去寻找新的食物来源。后来,我们的祖先又跨越如今已被大海淹没的大陆桥,来到了澳洲和美洲。最终,有一些祖先甚至在最为偏远的太平洋岛屿上安顿下来。

    在现代人的 DNA 和古代人骨骼中的 DNA 里,我们能找到证明这种古代人口迁徙的证据。某些时候,人类基因组的研究成果也能反过来从考古学和历史学角度上证明人类迁徙记录的合理性和科学性。蒙古帝国的扩张、阿拉伯的奴隶贸易、说着班图语的人穿越非洲、欧洲对外进行殖民…所有这些活动都在我们的基因组里留下了不可磨灭的痕迹。另外一些时候,人类基因组数据也能给我们带来惊喜,帮助考古学家和历史学家解决争端。比如很久以来,人们一直以为从头到尾就只有一波游牧民族穿过了横跨在白令海峡(Bering Strait)上的大陆桥,成功实现了对美洲原住民的殖民统治。但最近科研人员对大量美洲原住民进行了基因组分析研究,结果表明美洲人至少经历过四波外来移民的殖民统治。而且这四波外来移民相互独立,彼此之间没有联系。

    人类是一个永不满足的物种,而我们的基因组也证明了这一点。即便是最令人恐惧的地理障碍,也只能对人类的迁徙活动产生一点点影响和限制。如今,国际移民的数量以每年 1%-2%的速度不断增长。2015 年,全世界共有 2.44 亿人离开自己出生的国家,生活在异国他乡。我们正在经历一场大规模的人种融合。在未来的几代人时间里,我们都无法弄清楚这种融合会对人类产生怎样的生物学影响。但利用已知的遗传学和进化论知识,我们可以预测自己的未来。面对地球上持续变化的生存条件,人类究竟能否继续改变自身以适应环境?类似这样的问题我们还是能够预测出答案的。

    改变自身生物学特征以适应环境是自然选择的结果,而自然选择要求多样性的存在。我们可以把自然选择当成一个滤网:它将物种的这一代与下一代分隔开来。在这样的条件下,只有物种个体身上那些能很好适应当时环境的基因才能够得到复制,然后通过“滤网”传递给下一代。不断变化的生存环境改变着“滤网”上滤孔的形状,进而决定了哪些基因可以透过“滤网”。物种的多样性越丰富,这一代身上的某些基因就越有机会透过“滤网”的筛选,遗传到子孙后代的身上。然后不幸的是,人类并不是一个多样性很强的物种。

    黑猩猩(chimpanzees)、大猩猩(gorillas)和猩猩(orangutans)的数量都不是很多。它们要么是濒危生物,要么是极度濒危生物。可即便如此,相比于它们而言,我们智人的基因多样性还是要差得多。我们的多样性情况之所以不佳,原因在于人类的数量只是在最近一段时期才增长起来(同属灵长目的其他四个物种堪称人类的“表亲”。它们的情况正好相反:一度数量很多,近年来数量却急剧下降)。目前地球上生活着大约 75 亿人,可就在一百年之前,地球上的人口数量还不到 20 亿。最近这些年,人类数量出现爆炸式增长,而且人口规模不断扩大。如今,每年新生儿的数量已经达到了 1.3 亿左右。平均来看,每个新生儿身上有大约 60 个新的基因突变。这些新的基因变异使我们具有潜力,能在未来的进化过程中改变自身。

    通过基因突变,人类的基因库中出现了一些新的变异基因。这增强了我们持续改变自我以适应不断变化地球环境的能力。不过人类整体的基因库是由很多个小的基因库组成,每一个小的基因库对应了一个特定的人种。人类在全球各地之间的迁徙使得各个种族出现融合,从而给基因创造了在各个小基因库之间来回移动和交流的机会。这对人类不断进化的过程产生了深远的影响。

    我们首先来看负面影响。与其他物种一样,人类定居在世界各地之后开始慢慢适应当地的环境。但是,人类跨区域的迁徙频率非常高,拥有明显不同特征种族之间的融合速度也很快。这意味着今天的人们更有可能生活在一个与自身生物学特征并不是特别适应的环境之中。

    在某种传染病比较常见的地区生存一段时间后,物种自身便会进化出对这些传染性疾病的抵抗力。然而在全球性迁徙面前,这种生物特征与地理环境的关联性被慢慢地打破。疟疾每年会带走大约四十万人的生命。对于儿童而言,这种疾病的致命性更强。因此,生活在疟疾肆虐地区的人们会进化出抵御这种疾病的生理学特征。对于镰状细胞贫血症(sickle cell disease)和地中海贫血症(thalassaemia)的患者而言,他们所患的血液疾病会影响自身健康情况。但是这两种疾病却也扮演了“保护伞”的角色,使得患者在面对致命的疟疾时拥有比普通人更强的生存能力。因此在疟疾盛行的地区,自然选择更倾向于将导致这两种疾病的基因保存下来,使之能够遗传给后代。随着移民迁徙和人们在根除疟疾方面做出的努力,镰状细胞贫血症和地中海贫血症也出现在了没有爆发疟疾的地区。

    同样,很多人也生活在自身皮肤色素沉着与当地日照强度并不完美适应的地区。真黑素(eumelanin)的数量决定了人们的肤色,而肤色则像纯天然防晒霜一样保护着我们的皮肤。对于生活在日照强度较大地区的人们而言,真黑素数量多是一种优势。人类起源于位于热带的非洲,因此第一位祖先很可能就拥有黝黑的皮肤。此后部分人类在迁徙过程中走出非洲,来到太阳高度角较小的地区生活。在这些定居于日照强度相对较小区域的人群之中,有人慢慢进化出了较浅的肤色。生活在这个地区的人们需要的真黑素比较少。实际上,真黑素还会给他们带来麻烦。为了让体内能够产生维生素 D,我们需要让阳光透过皮肤。对于高纬度地区真黑素太多的黑皮肤之人而言,他们更容易罹患各种营养失调引发的疾病,比如导致骨骼变形的佝偻病。到底让多少阳光透过皮肤才最合适?身体在这个问题上的权衡让我们进化出了与所在地区日照强度相适应的真黑素水平。当人们在全球范围内不断迁徙时,真黑素水平与当地日照强度的不匹配就容易导致皮肤癌和维生素 D 不足。在世界上的某些区域,这两种疾病都是当地的“流行病”。

    随着种族融合的不断发展,“中性”肤色将越来越常见。许多基因共同决定了我们体内真黑素的产生过程。当不同肤色的人们繁衍后代时,他们的宝宝将从父母双方那里继承一个基因“合集”。这样一来,新生儿的肤色就有可能是父母双方肤色的“中间值”。

    同时,我们有望看到人类身上由多个基因共同控制的复杂性状也出现融合,比如皮肤色素沉着和身高等。但是有些性状却只由一个基因决定,比如干燥的耳屎和浓密的头发。这些性状不可能出现融合和改变。因为新生儿从父母那里遗传得到基因之后,要么会表现出这些性状,要么不会表现出这些性状,不存在所谓的“中间值”。然而人种融合却可能让我们见到一些在过去非常罕见的性状组合出现在同一个人身上,比如黑皮肤的人拥有一双蓝色的眼睛。拥有这种稀有性状组合的人群已经出现在佛得角群岛(Cape Verde islands)。据悉,当地居民主要是葡萄牙人和西非人的后裔。

    在世界上的很多地方,人种和基因正在顺利地融合在一起。在新加坡这样多样性非常强的都市中心地区,跨种族婚姻的增长比例非常迅猛。1990 年,新加坡的跨种族结婚夫妇占所有新婚夫妇总数的 7.6%。到了 2015 年,这一数字激增到 21.5%。在美国,跨种族婚姻的比例较 1980 年时已经翻了一倍。还有一个数据也并不令人感到意外:在大致同一时期内,美国儿童中混血儿的比例翻了整整十倍。1970 年,混血儿仅占新生儿总数的 1%。到了 2013 年,这一数字增长到了 10%。在过去的几个世纪中,欧洲人、非洲人和原住民一直在巴西这片土地上进行着人种融合工作。根据 2010 年人口普查数据,巴西有 43% 的人口属于混血儿。

    这种融合带来了一个显著的优点:某个人种身上携带的有益性状能够通过遗传出现在另一个人种身上。假如说东南亚某地居民身上携带有可以抵抗寨卡病毒(Zika)的基因突变,但这对那些面临寨卡病毒威胁的南美洲和中美洲地区居民而言没有实质性的帮助。不过如果带有这种基因突变的人迁徙到了南美洲并安家落户,那么他身上的突变基因就有可能拯救很多生命,进而遗传给子孙后代。

    人种融合的优点在很多情况下得到体现,其中一个引人注目的例子发生在地球上海拔最高的地区——青藏高原。海拔越高的地区空气越稀薄,因此人们可以在空气中获得的氧气就越少。青藏高原大部分地区的海拔超过了 4000 米,空气含氧量比海拔正常的地区少了大约 40%。对于面临分娩、身患子痫前期等并发症(一种妊娠期疾病,在高海拔地区更为常见)的孕妇来说,低氧环境尤其是个危险的问题。生活在低海拔地区的人们在高海拔地区生活一段时间后,体内会产生更多红细胞以输送氧气,从而一定程度上缓解缺氧造成的身体问题。虽然如此,这也并非完美的解决之道。长此以往,人们很容易患上慢性高原病。

    藏族人的祖先在青藏高原地区已经生活了至少三万年之久,他们如今已经很好地适应了当地的低氧环境。一定程度上,他们要感谢体内蕴藏着特别“版本”的 EGLN1 基因和 EPAS1 基因。这两种基因的主要作用是感知和调整氧气水平。在 2014 年发表的一篇论文中,遗传学家安娜·迪·里恩佐(Anna Di Rienzo)、人类学家辛西娅·比尔(Cynthia Beall)和同事们得出一个结论:藏族人的祖先是两个此前存在明显生理差异的人种,即现代汉人(modern Han Chinese)和夏尔巴人(Sherpa)。通过对汉人、藏族人和夏尔巴人进行基因组检测,研究人员将一系列线索拼接在一起,了解了导致低海拔地区汉人迁徙至高海拔地区的基本过程。在青藏高原定居后,来自低海拔地区的汉人与早就生活在那里的当地人(与夏尔巴人有血缘关系)完成了种族融合。科学家认为,与夏尔巴人有血缘关系的当地人体内早就存在适应环境的变异版 EGLN1 基因和 EPAS1 基因。通过跨种族婚姻,新迁入的汉人获得了这些有益基因并成功适应了当地自然条件。此后,这种基因便在他们的子孙后代中传递下去。

    不过,与夏尔巴人有血缘关系的当地人最初又是如何获得这种能够适应环境的有益基因变异呢?问题的答案可能还是种族融合——但不是两个人种之间的融合,而是两个物种之间的融合。值得注意的是,与适应高海拔环境有关的变异版 EPAS1 基因也出现在了一种已经灭绝的人类 DNA 之中——尼安德特人(Neanderthals)的“表亲”丹尼索瓦人(Denisovan)。2010 年,考古学家在西伯利亚的一个洞穴里发现了已经成为化石的丹尼索瓦人骨骼残骸。人口遗传学家拉斯马斯·尼尔森(Rasmus Nielsen)和他的同事们据此推断,一位智人与一位丹尼索瓦人“浪漫幽会”之后,变异的 EPAS1 基因借机进入到了智人的基因库之中。虽然智人与丹尼索瓦人分属不同的物种,但他们还是成功孕育出一个后代。这个孩子成功存活下来,并将变异的 EPAS1 基因遗传给了后代。而部分他的后代慢慢演化成了现代的藏族人。

    虽然来自丹尼索瓦人的变异版 EPAS1 基因仅出现在藏族人和汉人身上,但我们依旧能在居住在南亚、东亚、澳大利亚、新几内亚和大洋洲地区的很多人身上找到丹尼索瓦人 DNA 的痕迹。尼安德特人曾经生活在如今的欧亚大陆西部地区。同样,我们今天也能在除了非洲人之外的所有其他人种身上发现尼安德特人 DNA 的影子。最近的基因组调查研究发现,化石中保留了很多能够证明人类曾经与其他具有“亲缘关系”但已经灭绝的物种(比如尼安德特人、丹尼索瓦人和其他我们目前尚不得而知的物种)进行过物种融合的证据。

    不同种群基因的融合会给生物带来很多好处,因此植物和动物育种专家都深谙此道。我们以杂交玉米为例。在同一片土地中,杂交玉米的表现比纯种玉米要优秀不少。遗传学家沙尔(H G Shull)在 1906 年开始的实验中首次为我们证明了这一现象。因为他的实验结果以及此后各种进一步研究成果,杂交玉米在上世纪二十和三十年代开始流行起来。根据美国农业部的数据,如今美国种植的玉米中有超过 95% 是杂交玉米。这些杂交玉米比纯种玉米的产量高出 20%,但占地面积却减少了 25%。

    基因融合不仅仅对生物有益。有的时候如果没有基因融合,生物还将受到负面影响。纯种狗就是个很好的例子。2013 年,加州大学戴维斯分校的一份研究对比了 27254 只纯种狗和混血狗的兽医记录。通过分析,他们发现相比于混血狗而言,纯种狗更容易患上十种不同的遗传疾病,比如肘关节发育不良和白内障。世世代代仅与同种狗交配导致纯种狗的后代身上积累了不少隐性等位基因。如果纯种狗选择与其他品种的狗进行交配,这些隐性等位基因就会被显性等位基因所“掩盖”。

    同样的影响在人类身上也有所体现。如今大约 10% 的婚姻属于近亲结婚,也就是与第二代表亲或者血缘关系更亲近的人喜结连理。在北非、中东地区和来自这些地区的移民之中,近亲结婚的比例全球领先。这是因为当地宗教信仰或者社会文化对近亲结婚持鼓励态度。虽然人们可以在结婚前进行遗传咨询,从而确定后代罹患各种具体的遗传病风险。但是总体而言,父母双方血缘关系越近,他们的孩子就越有可能出现先天缺陷或者患上遗传疾病。表亲兄妹之间结婚的话,他们的后代出现某种先天缺陷(比如先天性失聪和先天性心脏缺陷)的可能性比普通儿童要高出 2%-3%。同样,这些儿童患上隐性遗传疾病的概率也比普通儿童高出 2%-4%。

    虽然在某些地区近亲结婚是一种常见之事,但全球表现出来的趋势却与之恰恰相反。当父母双方的血缘关系非常疏远时(两人的祖先分别属于不同的人种),他们均携带同一种隐性等位基因的可能性就非常低。因此随着全球人口融合的速度不断加快,某些遗传疾病将越来越少出现在人们视野中。

    如果说地球上的生命进化史能给我们带来什么启示,那一定是这样:环境条件变化后,物种要么选择适应环境,要么被淘汰灭绝。我们如今面临着巨大的环境变化,因此人类应该仔细考虑一下自己将要做出的选择。没有任何一个物种能够彻底停止进化过程,即便是无所不能的智人也不例外。但我们可以通过种族隔离保持人种的稳定,从而限制自身生物学特征不断适应环境变化的能力。当然有能力做出这样选择的不是人类整体,而是人类个体和政府。国家主义和仇外情绪正在美国和欧洲地区崛起。这两种思潮会减少人种之间的融合交流,从而威胁到人种之间的基因交换,压制我们持续进化和适应环境的能力。

    我们还有另一种选择:通过接纳移民和支持全球化进程,我们能够迎来更美好的未来。导致目前移民迁徙比例居高不下的原因短时间内不会消除。而随着全球人口不断增长,移民迁徙的比例还有可能进一步提高。长久以来,获取自然资源(比如淡水资源)都是驱使人们迁徙的重要原因。在全球人口不断膨胀的今天,对自然资源的渴求将在人口迁徙过程中发挥更重要的驱动作用。同样,随着经济的发展进步,每个人所消耗资源的数量将持续增加。这使得稀缺资源更加稀缺,进而刺激人们迁徙以寻找更好的生存条件。因为全球气候变化,海平面可能会持续上升。这可能导致大批人群迁离在未来会变得不宜居的低海拔沿海地区。简而言之,全球人口迁徙正在对人类进行一场“重组”,也会继续改变着我们基因库的基础结构。在人类未来的进化过程里,我们可能会在数代之后的后代身上看到基因库结构变化带来的影响。

    丹妮尔·肖梅克以混血儿作为自己的种族身份。在未来,像她一样的人将越来越常见。肖梅克认为,这种情况在几代人的时间里已经出现在我们面前。她说:“我妈妈经常开玩笑,说自己的朋友和其他种族的人结了婚。她觉得这特别酷。在她眼里,这种跨种族婚姻因为与众不同所以才显得酷。到了今天,跨种族婚姻虽然依旧酷,但已经成为一件平常之事。”


    翻译 糖醋冰红茶

    题图来自 AEON,VOX

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