
过去的致命疾病在现代社会不再致死,人类因此摆脱了自然选择,但也为此付出了代价 。 早在70年前,科学家就注意到人类基因组正在不断累积基因突变,而其中大部分突变是有害的 。 以人类的低生育率要如何破解这个难题?许多科学家们为人类的未来感到十分忧虑 。
参考资料 Nature 等
编译 七君
你可能也注意到了,现在患有近视眼、过敏、糖尿病、肥胖症等疾病的人似乎正在变得越来越多 。
这些病,很可能是逃离了自然选择后,人类患上的现代病 。 而许多人不知道的是,这些疾病是人类基因组正在缓慢衰败、累积有害突变的征兆 。
随着大量证据的出现,这个现象也被命名为突变载量递增(increasing mutational load) 。
这到底是怎么回事呢?这要从人类进入文明社会后 DNA 发生的变化说起 。
你的 DNA 是你的合成蓝图,它们一半是来自你妈的拷贝,另一半是来自你爸的拷贝 。 但是拷贝的过程中,DNA 会出错,这就是突变 。 我们出生时,平均每个人拥有100个爸妈没有的新突变 。
虽然不是所有的突变都是有害的,但要是在史前,携带多种有害突变的孩子恐怕没法活到生子,甚至都无法养活自己,他们的基因无法进入人类基因池,而被自然选择淘汰 。
从这个意义上来说,我们的祖先都是非常优秀的,他们经历了残酷的自然选择 。 他们给我们留下的遗产——DNA 都是经过千锤百炼的 。
但是随着农业和工业革命的到来,现代人的生存环境比祖先们的要友好得多,许多致死疾病也不再致命,自然选择的作用开始减弱 。
比如,20世纪初的时候,携带I型糖尿病(一种高度可遗传的糖尿病)的风险基因的人一般会早死,服从自然选择 。 但是现在,这些人可以终身使用胰岛素,过上正常的生活,生儿育女,把他们的有害突变遗传下去 。
和I型糖尿病类似,不少突变导致的疾病在现代社会里能得到更好的治疗,过去的致命疾病现在变成了慢性病,靠药物可以控制,因此相关基因突变也不会从基因池中被剔除 。
实际上,科学家们对小鼠、蠕虫和其他许多动物的实验发现,在没有自然选择的情况下,实验室动物的突变发生率会不断增长,整个种群会变弱,适合度(生物个体或群体适应环境的程度)降低 。
换言之,随着文明的发展,人类基因池成了有害突变的避难所 。
自然选择下线
最开始发现人类基因组不断累积突变的现象的是美国遗传学家,因为发现X射线诱导突变而获得诺奖的 Hermann Joseph Muller 。 Muller 在大约70年前发现了这个惊人的现象 。
Muller 当时的研究发现,有害突变会不断产生,平均每个新生儿带着50-100个新的突变出生 。 这还不算,我们已经从父母和祖先那里继承了一大坨有害突变了 。 而纵观人的一生,每次细胞分裂,都会收获3个突变 。
Muller 担心,不再受到自然选择的诸多限制,甚至开始操纵自然的人类要为此买单,承受由于缺乏自然选择带来的“自净”功能而导致的恶果 。
即使是从当时的社会背景来看,Muller 的担心也并不多余 。 50年代,美国在大量测试核武器,辐射尘埃在大气中四处散播 。 发现X射线诱导突变的 Muller 不可能对此视而不见,他担心核武器试验将要将人类逼上灭绝的道路 。
雪上加霜的是,Muller 还发现,人类基因组里有很多基因连锁群(linkage group),相当于捆绑销售(遗传),无法拆开的一群基因,它们不符合孟德尔遗传规律 。
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