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人類1億年後進化

生活 更新时间:2024-06-22 18:15:30

如果你修世界文明史或中華文明史這些課的目的,是要弄清楚人是怎麼來的,中國人(或東亞人)又是怎麼來的,那麼這些課大概對你沒有什麼用處,因為它們的重點,就在課名上所标示的“文明”二字——隻講人類創造了“文明”的曆史,不理會人類創造文明之前那段更漫長的“野蠻史”(或稱“文明前史”)。

所謂“文明”,指人類發明了農業、創立了城市等。而在“文明前史”的600萬年期間,人花了大約400萬年,才從黑猩猩那種搖搖晃晃的四足行走,演化到今天靈巧的雙足行走,最後終于走出了人類的誕生地非洲,向全世界擴散。

到了大約1萬年前,這些現代智人、原始的狩獵采集者,來到了中東的兩河流域,發明了農業,建立了城邦,變成定居的農牧者。人類這才進入了“文明史”。

我們一般說“中國有5000年的曆史”,這句話其實不完全對,應當說“中國有5000年的文明史”。

那麼,經過600萬年的演化,今天的“文明人”還在演化嗎?

1

文化演化和生物演化

人和其他動植物一樣,是一種演化而成的生物。

從600萬年前跟黑猩猩的祖先分手以後,人就一直在演化,演化成今天智人這個樣子,已經跟猿類相差很遠了。

人類1億年後進化(人類還在演化嗎)1

2021年11月18日,中科院古脊椎動物與古人類研究所采集的用于科學研究的祿豐古猿牙齒化石。圖|中新社

而今,人不但能夠流暢地雙足行走,而且發明了石器,衍生出語言能力。更動人的是,人在過去約1萬年中終于進入了文明史(黑猩猩還沒有),發明了農耕和畜牧酪農(農業革命),創造了城市和上帝(宗教),設計了種種政治和經濟制度,更是走進工業革命,發展出科技和醫學,甚至可以把人送上月球,并開始探索火星。

那麼,人是否還在繼續演化當中,将來又會演化成什麼樣子的新物種人類?人和所有生物一樣,終有一天也必定會滅絕,就像恐龍滅絕一樣,由其他更聰明、更有優勢的物種替代嗎?

科研人員分為兩派。一派認為人已經停止演化,其代表人物是哈佛大學已故的知名生物學家古爾德(Stephen Jay Gould)。他認為,人在四五萬年前,就停止了生物演化,身體内沒有任何生物學上的變化。他的主要論點是,人既然有了文化和文明,就可以用文化的工具來取代生物演化。

比如,人發明了針和線之後,便可以縫制獸皮或樹皮衣服來抵禦寒冷,所以人的身體便不需要像北極熊那樣,演化出厚厚的皮下脂肪來禦寒。這便是一種文化演化,和生物演化相對。火的發明,也正是一種文化演化,可以讓人類去征服北國的冬天,而不需要做身體上的調整(生物演化)。

不過,古爾德等人屬于20世紀的老派生物學家。當時,遺傳基因學還未盛行。他們幾乎沒有什麼基因證據可以引用。但到21世紀,科學家有了許多古人類和今人類的全基因組數據,進一步認清文明人(現代智人)不但沒有停止演化,反而演化的速度比從前更快了。

事實上,就在過去的1萬年,人類進入文明史之後,我們的身體仍然在演化當中。

比如,歐洲人的膚色,是在大約8000年到5000年前,才從原本的“非洲黑”演化為白色。

比如,青藏高原、南美洲安第斯山脈和非洲埃塞俄比亞的高山人口,是在約1.25萬年前演化出适應能力的,可以在高山缺氧的環境中存活。

比如,澳大利亞的沙漠,白天酷熱,溫度達到40攝氏度以上,夜晚則降到0攝氏度以下。這裡原住民的祖先,在5萬年前抵達,在8000年前左右産生基因突變,演化出适應能力,可以讓他們的子孫後代在如此惡劣的環境中生活。

不過,文明人最近的演化,最常被人引用的一個例證,便是著名的“乳糖耐不耐”的課題。

2

乳糖耐不耐

人在嬰兒時期,都具有天生的乳糖能耐,也就是說,嬰兒不管吮吸母乳,還是喝嬰兒奶粉,都沒有問題,可以消化母乳或牛奶中的乳糖,從中攝取營養。但過了嬰兒期,斷奶之後,到少年和成年階段,人便失去這種消化乳糖的能力,以至于世界上有不少人無法喝奶,喝了就會腹脹、腹瀉等。

然而,在歐洲和非洲那些酪農業發達的地區,卻有不少成年人依然能夠享用牛奶和乳制品。而東亞非酪農區的大部分人卻不能喝奶,也不喜歡乳制品。

為什麼?

這正是人類演化史上一個有趣的課題。

在文明史之前的600萬年,人隻有在嬰兒時期才需要喝母乳。大約3歲斷奶之後,便沒有機會再喝奶了,于是他們消化乳糖的能力便毫無作用,慢慢退化了。

不料,到了大約8500年前,近東地區的農人馴服了牛羊,開始了畜牧酪農業,學會了生産大量牛羊奶,再把這種技術傳到歐洲。這些地區的人們如果不能喝奶,就會喪失一大重要養分,存活概率也将大大降低,後代也少,且不健康。至于那些能喝奶的人,存活概率大大提高,且更健康、健壯,可以孕育更多的後代。

同一酪農區的人,為什麼有些人能喝奶,有些人不能?答案是:他們的基因不同。

能喝奶的人,他們的乳糖酶基因曾經在基因複制過程中發生了突變,可以合成乳糖酶,用以消化乳糖,即可以喝奶。這是一種“好”的突變,且可以傳給後代,後代也都能喝奶了。至于不能喝奶的人,他們沒有這種基因突變,不能合成乳糖酶,無法消化乳糖,無法獲得牛奶中的重要養分,健康狀況欠佳,也無法孕育更多的下一代,最後被淘汰了。

一種好的基因突變會受到“正選擇”,會被保留下來,會快速“橫掃”整個人口,讓族群中的大部分人及其後代受惠,有生存上的優勢。

今天,在歐洲和非洲的牧區,也并非人人都有乳糖能耐,但擁有乳糖耐受基因的人,遠遠比乳糖不耐者多。

歐洲人的乳糖酶基因,又跟非洲人的不相同——兩者是在過去1萬年到5000年前,分别獨立演化出來的。在東亞和東南亞非牧區,則是乳糖不耐者遠比乳糖耐者多。在這些地區,乳制品并非主要産品,也不是成年人的主要食品,所以他們從未遭受到演化壓力,不需要演化出乳糖耐受基因。

值得注意的是,這個乳糖耐不耐的問題,是在人類進入文明史之後才産生的。在文明史之前,沒有畜牧酪農業,所以這個問題不存在。這可以證明在最近的1萬年,人類的身體并沒有停止演化,仍然随時可能發生生物學上的改變,以應付新的農牧環境。

文化沒有取代生物演化,反而導緻新的生物演化。

舉凡生物,都會演化,人也不例外。除了病菌,最新最好的另一個案例,就是2020年攻陷全球的新冠肺炎,其病毒後來不斷演化為德爾塔毒株、奧密克戎毒株等。生物界再次向我們展示了演化的偉大力量,連肉眼看不見的病毒也有基因,也會自然發生基因突變而演化,人又豈能逃過生物界這個最根本的法則?

3

耐砷基因

人類身體的适應和演化能力不可小看。

像砷這種劇毒物質,原本對人體有莫大的傷害,然而,在南美洲阿根廷西北部安第斯山脈的許多偏遠村莊,水資源短缺,地下水的含砷量極高,比世界衛生組織(WHO)所認定的安全标準高20倍或以上,但當地人别無選擇,隻好飲用這種含砷的地下水。

【編者注:砷(Arsenic),俗稱砒,是一種非金屬元素,廣泛存在于自然界中,其化合物三氧化二砷正是劇毒物質——“砒霜”。2017年10月,世界衛生組織國際癌症研究機構公布緻癌物清單,砷和無機砷化合物在一類緻癌物清單中。2019年7月,砷及砷化合物被列入有毒有害水污染物名錄(第一批)。】

不過,2015年的一項基因研究顯示,他們的身體竟然有一種突變的砷基因AS3MT,可以更迅速地把水中的砷代謝掉。

這種本領,是如何産生的?

人類1億年後進化(人類還在演化嗎)2

南美洲阿根廷西北部安第斯山脈的一個偏遠村莊,地下水的含砷量極高。

最初飲用這種含砷水的人,肯定有不少會因中毒而慢慢死去,但必定另有一些人天生就可以喝這種水而沒事,因為他們有突變的基因,足以代謝水中的砷。

這些人存活下來,又把這種“好”的基因突變遺傳給一代又一代。數百年之後,沒有這種基因突變的人便慢慢中毒死去,隻剩下那些有基因突變的人和他們的後代。數千年後,這個突變基因便“橫掃”整個地區的人口——幾乎人人都“繼承”了這種“特異功能”。

這個案例也清楚展現了人類差異、演化和自然選擇的密切關系。

演化要發揮作用,前提是人類必須有差異和基因突變。

水中含砷看起來像是個環境污染問題,但其實它也是個自然現象,因為砷的來源是山脈底下礦石所含的砷滲入地下水。

而所謂“适者生存”的真正意義,并不是說一個人的身體好,就能存活下去,而是說他擁有某種“合适的基因”,可以“适應”某種惡劣的環境而活下來。在安第斯山脈這樣的含砷環境中,那些擁有耐砷基因的人才能存活下來。

2017年,另一支研究團隊在南美洲智利的阿他加馬沙漠安第斯山脈地區所做的另一項研究,證實這個地區的人口也有耐砷基因AS3MT,可以喝含砷水而未呈現出任何病征。團隊估計,這個山區人口已經在這樣惡劣的環境中生存了7000年。

南美洲安第斯山脈人口的這個耐砷基因深具意義,可以給我們不少啟示。

現代智人是在大約1.5萬年前,才擴散到南美洲的,所以智人可以喝含砷水的這種身體變化,是在文明史之後才發生的。這不但證明文明人仍在演化當中,而且可以推論,人類将來在需要的時候,應當也可以演化出其他“特異功能”、其他基因突變,來化解環境中的污染,比如空氣中的霾害、水源中的微塑料顆粒等。

當然,這樣的演化需要長時間,并非數十年或數百年可以達到,可能需要數千年的時間。但從演化時間上來說,數千年根本微不足道,宛如“一眨眼”之間。

許多生物早就具備能力,可以适應有毒的環境而存活,關鍵在于基因突變。最好的一個例子,要算病菌(一種生物)跟抗生素之間的永恒戰争。抗生素剛剛被研發時,往往有效,可以殺死病菌,但病菌也會演化,不斷發展出新的突變基因,以應付抗生素,最後産生抗藥性,使抗生素無效。于是,人類又得研發更強大的抗生素,以對付那些“殺不死”的“超級病菌”。

但我們對人類适應有毒環境的能力,目前所知很少——耐砷基因算是第一批,也是意義深長的一個。這意味着,人類目前做不到的事,将來(數千年後)可能通過生物演化做到。這為人類征服外太空、移民到火星等星球帶來希望。

從這點來看,我們或許不必太過悲觀看待未來的環境污染,以及氣候變遷所帶來的種種災害。這或可通過人體的不斷演化來解決,就像病菌不斷在突變和演化,跟抗生素不斷抗争一樣。

原标題為《人類還在演化嗎?》

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