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寄生虫帮助人类演化?

2011/11/22 来源:果壳网
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导读
10万年前,人类由非洲迁移到各地,在不同的环境中打拼生存,出现了相异的演化,导致了基因多样性。哪个因素对基因多样性的贡献最大呢?气候还是饮食?新近的研究提出,病原体,特别是寄生虫的影响要更大一些。

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现代人在大约10万年以前由非洲迁移到世界各地。在不同的地区,他们需要面对不同的气候,通过不同的手段养活自己,还需要应对不同的病原体的侵扰。为了适应不同的环境,不同地区的人群出现了相异的演化,人类的基因多样性由此产生。哪个因素对基因多样性的贡献最大呢?新近的研究认为病原体特别是寄生虫对此的贡献最大。

美国加州大学伯克利分校的尼耳森(Rasmus Nielsen)实验室对此展开了研究。他们研究了超过1500个人的基因,这1500个人又来自55个不同的族群。他们计算了不同的基因多样性的频次,并且发明了一个统计模型用来预测多样性的分布情况。研究人员把可能对人类基因组施加选择压力的因素分成三类:环境、生产方式(农业、渔业和畜牧业)和病原体的多样性。随后,他们每次去掉一个因素,然后看看这样的变化会对模型的预测能力产生怎样的影响。结果发现,尽管这三个因素对人类基因多样性都很重要,但是似乎病原体是最重要的因素。而在各种病原体中,寄生虫比细菌和病毒对人类基因组演化的影响更大一些。

发表在11月3日的《科学公共图书馆.遗传学》(PLoS Genetics)上的这项 报告 中,研究人员筛选出了103个和病原体多样性关联度最强的基因。在这103个基因中,有大约四分之一和免疫功能有关,包括病原体识别以及发炎等等。而且有些基因和自体免疫反应也有关系。研究的领导人尼耳森认为,一种可能的假说是,为了适应病原体的侵犯,人的免疫系统会变得更强。如果此后这些病原体从人体中消失,过强的免疫系统就会攻击人体自身的器官,从而产生自体免疫反应。

不过,也有一些科学家认为需要更多的研究来支持尼耳森的观点。美国佛罗里达大学的演化生物学家科雷斯科夫斯基(Bryan Kolaczkowski)认为,尽管把自体免疫疾病和对病原体的适应联系在一起是一种合理的解释,但是这项研究的证据仍然不够强。更强的证据包括找出一个遗传变异可以同时针对入侵的病原体,以及增加自体免疫反应的敏感性。

科雷斯科夫斯基也不同意病原体比气候和饮食更加重要的观点。他认为之所这项研究认为病原体更能影响遗传多样性,仅仅是因为病原体导致的适应性更容易被发现。免疫系统的适应性更像一个只有两种状态的开关,而气候和饮食对遗传多样性的影响是连续的,可以微调的。

美国芝加哥大学的基因组学家汉考克(Angela Hancock)指出,病原体、气候和饮食这三种因素很难被完全分开。例如,气候因素可以影响病原体的分布情况。根据汉考克的研究,和病原体相关的适应与生产方式的选择有关。因为很多在动物中发现的病原体可以感染人,所以人类对于饲养动物的选择会影响到免疫系统需要面对的病原体种类。不过,汉考克仍然认为:“毫无疑问,病原体对人类来说,是一种很重要的自然选择驱动力。”(生物探索)
 

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