【科学讲堂】祖先优良基因 后人得物无用

2019-04-17 02:23:26  阅读 40 次 评论 0 条
■现代的穀物处理过程,常常会减少穀物中的维他命B1含量。 网上图片
■现代的穀物处理过程,常常会减少穀物中的维他命B1含量。 网上图片

  上一次跟大家讨论过,在地球的历史里,我们这个人种(学术名称为智人Homo sapiens)并不是唯一出现过的人类种族。其他的人种甚至曾经和智人并存、交往、繁殖过,因此,现今的我们也有一点点这些其他人种的基因:比如说欧洲人跟亚洲人,就有百分之1.5至3的基因是来自尼安德特人(Neanderthal)。这百分之1.5至3的基因,听起来好像微不足道;然而,在现今的基因分析之下,我们知道这些其他人种的基因,原来也在影响现今的人类。今次就和各位分享一些来自古代人种的遗传后果。

  帮助凝血 易致中风

  在讨论古代人种对我们的遗传影响之前,大家可能会在想:我们是如何得知这些影响的呢?这也得归功于近年人们常常讨论的大数据分析:一些国家早已建立数据库,收集自愿参加者的基因排序、身体特徵、医疗记录,例如eMERGE系统就在2007年成立,收集9个美国城市的病人记录,而英国的数据库UK Biobank亦已收集了50万志愿者的病历及基因数据。利用这些庞大的数据,研究人员可以察看不同身体徵状、患病记录跟不同基因的关係。纵然不一定能够找出哪些基因是何种疾病的成因,但至少可以知道疾病与基因之间的关联。

  华盛顿大学(西雅图分校)的遗传学家Joshua Akey(现已改到普林斯顿大学)及范德比大学(Vanderbilt University)的Tony Capra就是这样的学者。他们审视了近三万名欧洲血统成年人的基因,继而找出了十多条来自尼安德特人、又会提高我们疾病风险的基因。例如他们发现了一组来自尼安德特人的基因与血液凝结有关,这种基因对需要在较恶劣的野外环境中生存的尼安德特人来说,应该十分有用:尼安德特人在野外狩猎的时候,可能会意外受伤;这种加速血液凝结的基因,可以帮助他们加快痊癒,避免出血过多。

  同样的血液凝结能力,也可以提高生产后妇女的存活率。不过到了医疗发达、大部分人都不再狩猎的现代,血液能够更快凝固的优势,可能不会太明显;这种较为黏滞、容易形成血块的血液,反而会令现代人更易中风。反过来说,古代的尼安德特人寿命较现代人短,应该不用太担心中风的危机,自然未必会「感受」到这样的基因的坏处。

  更改餐单 营养失衡

  我们从尼安德特人身上也遗传了调节维他命B1的基因。维他命B1在肠脏细胞碳水化合物的代谢合成过程中起重要的作用,是维持我们身体健康的重要一环。

  不过,尼安德特人的饮食以肉类及果仁为主,含有大量的维他命B1;现代的食物处理过程,却常常减少食物中的维他命B1含量(比如去除穀物含有营养的外皮)。

  正因如此,这种应该是配合了尼安德特人饮食习惯的基因,可能就会不太适合现代人的饮食,令部分人营养失衡。

  马克斯.普朗克进化人类学研究所(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)的凯尔索(Janet Kelso)和她的研究伙伴,也发现了3条可以加强我们免疫系统的尼安德特人基因;这些基因帮助我们对抗细菌、寄生虫等入侵。不过凯尔索同时发现,这些基因也与人体的过敏反应有强烈的关联,看来真的是「有利必有弊」。

  小结

  尼安德特人对现代人的遗传影响,不仅示範了现代基因分析技术的高超,同时也展示了生命演化及环境有趣的相互影响:在某些状况下有益的遗传特徵,不一定在其他地方也能派上用场。就因为这样,生命的演化变得多姿多彩,引人入胜。

  ■张文彦博士 香港大学理学院讲师

  短暂任职见习土木工程师后,决定追随对科学的兴趣,在加拿大多伦多大学取得理学士及哲学博士学位,修读理论粒子物理。现任香港大学理学院讲师,教授基础科学及通识课程,不时参与科学普及与知识交流活动。

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