立場新聞 Stand News

古人類 DNA  助現代人更易融入新環境

2016/6/6 — 15:12

DaiLuo / flickr

DaiLuo / flickr

早期的人類歷史,以現今角度來看相當淫亂。然而,沒有這樣的歷史,人類今天就不會是地球的主人。

自 50,000 年前,現代智人走出非洲,遷徙到世界各地,途中遇上與他們極其相似的近親——尼安德特人丹尼索瓦人 (Denisovans) 。這兩支近親與智人在歐洲共處 2500 年,而現有的証據已証明現代智人曾與尼安德特人、丹尼索瓦人雜交,並分別傳承了不多於 4% 的 DNA ;在某些亞洲或海島人口中,更擁有高達 6%  的丹尼索瓦人 DNA 。

過去數年,科學家一直在人類的基因組 (genome) 中尋找這兩大近親的基因,並發現這些基因大量散落於現今人類之中,其中一個基因異體更在 70% 的歐洲人身上出現,顯然這些基因有利我們的生存。

廣告

在我們基因組的某些地方,我們更像尼安德特人。——華盛頓大學遺傳學學者 Joshua Akey

但來自遠古人類近親的基因碎片,對我們到底有什麼實質好處?科學家已發現這些基因與我們的皮膚、頭髮、新陳代謝、免疫系統以至禦寒能力有關。這一切都令我們祖先更快適應到新環境。

廣告

海拔高度 14,000 呎的青藏高原是個被山包圍的隔離高地,該地含氧量比海平面少 40% 。遷居高原的人有更大的機會出現流產、血栓、中風的情況,因為身體會製造更多的紅血球,供應予需要大量氧的組織。然而,本土的藏民卻沒有因稀薄的氧氣,而產生過多的紅血球。

2010 年,遺傳學家發現約九成的藏人擁有極罕有的 EPAS1 基因。這種基因在有 1000 個人類基因組的資料庫並無出現,且只在少量近代與藏人通婚的漢人身上出現。而 2014 年的一份報告指, EPAS1 基因是來自丹尼索瓦人,並在高原生活的人類後代中繁衍。

這種從親近品種雜交得到好處的演化術語為適應性基因滲入 (adaptive introgression) ,其理論並不新穎。由於一個品種進入新的地域,必須面對新的挑戰,例如氣候、食物、病原以及捕獵者。經過「天擇 (natural selection) 」而能夠成功生存的品種,其基因自然就會繼續承傳下去,但天擇的機制較慢,基因突變的出現也相當罕見。故此,與已經適應當地品種雜交,就會加快後代得到有用基因的速度。而尼安德特人與丹尼索瓦人已在歐亞大陸住上幾千年,他們經已適感當地的環境,其 DNA 自然對剛到埗的人類祖先有益。

在 2014 年,Joshua AkeyDavid Reich 的研究團隊都分別發現,現時人體遺傳的尼安德特人基因,普遍與皮膚和頭髮生長有關。其中一種名為 BNC2 ,控制皮膚色素及雀斑的基因,出現在 70% 的歐洲人口之中。 Joshua 指,皮膚本身就有多種功能, BNC2 基因究竟與損傷復原、抵抗病菌還是減少脫水,哪一個關係較為重要仍不得而知,但肯定的是與幫助人類適應北方氣候有關。

病原,每每是一個品種進入新環境所面對的最大敵人。而現代人類也從這些近親獲得了增強免疫系統的 DNA 。這些基因會製造名為類鐸受體 (toll-like receptor) 的蛋白質,幫助免疫細胞發現入侵的病原,觸發免疫反應。

現代人類的類鐸受體製造基因有多個版本,而至少三種來自尼安德特人與丹尼索瓦人。其中,德國學者 Janet Kelso 的研究就曾發現帶尼安德特人基因異體的人,他們較難被幽門螺旋菌感染。該種細菌能令人的胃黏膜發炎,引致胃潰瘍。不過,這些人會更易出現花粉過敏等敏感反應。

Janet 就假設尼安德特人的這條基因,幫助了早期人類遷到新地方時,對抗細菌感染,但這是等價交換,免疫系統因此對非病原的致敏物更為敏感。不過,真正情況如何,尚有待考証。二月於《科學》刊出的報告就曾指,尼安德特人基因在保護腸胃健康之際,似乎也會增加其他健康風險,如上癮、抑鬱、心臟病等問題。

史丹福大學四月發表的研究就發現,女性智人與男性尼安德特人無法生出正常嬰孩,是因為尼安德特人的三組免疫細胞基因出現異變,誤以為胚胎是病原,產生抗原排斥之,令女性智人流產。這或許亦是尼安德特人滅絕的原因。

顯然,不是所有古人類近親的 DNA 對現代人類完全有好處。而有些現代人類基因組上極為重要的位置上,根本就無來自古人類的 DNA ,專家就相信有一些未知的機制將之清除,未來將需更多的研究去了解之。

來源:
Quanta Magazine, How Neanderthal DNA Helps Humanity
Phys.org, Modern men lack Y chromosome geness from Neanderthals, researchers say

文/ac

發表意見