基因变异可能帮助古代人类在饥荒中幸存

当没有食物时,体型小是有利的

Person sitting at a table with a plate of food in front of him.

托马斯·富克斯

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大约一百万年前,一个小的突变可能为古代人类解锁了一个巨大的优势。最近发表在《科学进展杂志上的一项研究表明,一种名为生长激素受体基因的关键DNA片段的变异体可以抵抗饥饿,部分原因是限制个体在资源匮乏时期的体型。这种变异体在智人及其亲属中广泛存在,尽管它在大约4万年前突然骤降,尤其是在东亚和欧亚大陆。今天仍有许多人携带它。

该研究的主要作者,布法罗大学的人类学家奥默·戈克库门说,之前的研究已将这种名为GHRd3的变异体与较小的出生体重和较早的性成熟等特征联系起来,以及其他在食物稀缺时可能使生物体受益的特性。尽管如此,研究人员仍想更精确地了解这种突变在人类进化中所起的作用。

为了更深入地挖掘,戈克库门和他的同事转向了小鼠。或者更确切地说,他们将一些小鼠变成了早期人类的类似物。研究小组使用基因编辑工具CRISPR-Cas9,删除了小鼠生长激素受体基因的一部分,使其类似于GHRd3变异体。当喂食常规饮食时,经过改造的小鼠与普通小鼠没有特别大的区别。但是,当喂食非常少的食物时,雄性携带者的体型比未改造的同类小。戈克库门的研究小组还发现,在一组176名经历过营养不良的现代儿童中,携带GHRd3的男孩和女孩的症状较轻。


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这些发现可能有助于解释为什么GHRd3能够持续如此之久。研究人员推测,在匮乏时期,体型小可能是有利的,但在富足时期,体型大则胜出。可用资源的变化可能随后平衡了种群内不同变异的成本和收益。“这是一种权衡,”戈克库门说。“如果我们[每人]每天摄入1000卡路里,我可能会比阿诺德·施瓦辛格表现更好。”

加州大学戴维斯分校的遗传学家梅根·丹尼斯说,该团队的解释“似乎是合理的”,她没有参与这项研究。她赞扬了在小鼠身上进行的功能实验,但指出受影响的基因涉及如此多的基本过程,以至于很难确定GHRd3最具适应性的影响。“我就想,‘哇,这里可能发生的事情太多了,’”丹尼斯说。

研究人员继续想知道是什么原因导致这种变异在大约4万年前衰落。气候变化、迁徙以及更好的狩猎和捕鱼工具的出现都可能产生了影响。或者,戈克库门说,也可能是完全不同的原因:“那是人类进化史上一个非常奇怪的时期。”

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