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许多近期研究都使用了国际人类基因组单体型图计划(以下简称HapMap)上的数据。HapMap是一个由国际学者群体制作的数据库,记录人类基因变异的各种常见模式。HapMap选择了四个人群:90个尼日利亚人,90个有欧洲祖先的美国人,45个东京人,45个北京人。在其中一些研究中,我们会将日本和中国个体组合为“东亚”人群。

人类基因组有大约30亿个位点(四种组成DNA的基础分子),组织成23对独立的DNA群,即染色体。绝大部分DNA序列在所有人体内都是一样的,但在每几百个位点上,会出现一个变异的地方。这些是人与人之间DNA位点有可能相异的仅有的地方。

变异在这些位点的特定模式被称为单倍型。想象三个连续变异位点,第一个可以是G或C(鸟嘌呤及胞嘧啶),第二个可以是A(腺嘌呤)或G,以及第三可为T(胸腺嘧啶)或C。一个特定个体可能在第一个位点有C,第二个有A,第三个有T,他的单倍体就会是CAT,而第二个人可能有胞嘧啶—鸟嘌呤—胸腺嘧啶,或说CGT。一个单倍体就像一手扑克,而变异地方的位点就好像一张张独立的牌。

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单倍体就好像扑克一样被不断洗牌。在每一代中,新的染色体从继承自父母的染色体组装而成,组装的方式就像是把两副牌拆开组成一幅新的牌,这一过程我们称之为重组。拆分可能会发生多次,平均每个染色体上会发生一到三次。

这意味着单倍体在每一代中都会被分解,原来在父母染色体中存在的完整模板在重组后将不再完整。但模板的一小部分会保持不变,而因为一个染色体有几百万个位点这么长,发生拆分的地方都应该相距较远。

在许多代之后,任何单倍体最终都会被完全重组。但如果一个染色体上出现了一个备受青睐的突变,那么携带这一突变的个体会有比平均数量更多的后代存活,随着时间推移,越来越多的人会携带这一突变。如果突变带来的优势足够大的话,这个过程会发生得很快,这一突变甚至在原始单倍体被重组过程完全洗牌之前就会变得很常见,而携带这个突变的人们会同时仍然带着原始单倍体的特征。不同代人们携带同一原始单倍体的时间越长,观察到的突变就离现在越近。这就好像重新发牌的时候你的上一手牌又出现了,这会让你猜测重组没有进行多少,这你就猜对了!

基于HapMap的研究寻找的是长时段的单倍型(就是较长时间内没有被重组的区域),这个数据库的许多个体携带这类单倍型。这些共享的单倍型模板是晚近强自然选择的迹象——非常近,因为重组过程在一段时间内最终会把所有单倍型模板分解掉的。

一个著名的例子是产生乳糖酶(即消化奶中的糖的酶)的基因。在大多数人类或一般哺乳动物身上,乳糖酶在断奶的年龄就会停止生产,但在许多欧洲人和一些其他人种身上,生产过程会持续一生。这个适应使得成年人可以继续喝奶。乳糖耐受的欧洲人携带的这种特殊变异只有几千年的历史,所以这些欧洲人必然还保留着原始单倍型的许多特征。事实上,含有这个变异的单倍型有超过一百万个位点的长度。

近期的研究中有几百个长单倍型的例子,这些长单倍型表明是晚近的自然选择。有一些几乎被所有人携带,更多的被携带的程度居中,而大部分只被一定地区的人群携带。许多这类单倍型都是非常晚近的,在欧洲和中国的样本中,大约5500年前这类长单倍型的起源速度达到顶峰,在非洲的样本中则是大约8500年前。一个有利的基因突变出现在一些个体中并迅速传播,直到一个显著比例的人类群体都带上这个突变位点,这一过程在过去几千年间一再出现。有时在一个很大的地理区域内,比如说欧洲或者东亚,几乎所有人都会带上能追溯到一个特定突变位点的特征。突变可能影响许多不同的特征,肤色、代谢、防御感染性疾病、中枢神经系统功能,以及任意数量的其他特征和功能。

由于我们已经为黑猩猩基因组测序,我们知道黑猩猩和人类之间遗传差异的大小。而因为我们对两个物种分离的时间长度做过合理的估算,我们能知道遗传改变的长时段速度。过去几千年间的遗传改变速度远远大于过往数百万年间的变化速度,速度增加达到了100倍的数量级。如果人类一直以来都是以这个速度演化,那么如今我们和黑猩猩之间的差距会远远比现实中要大。[18]

另外,我们观察到的携带程度居中(20%至70%)的晚近等位基因,远远比被近100%人群携带的等位基因要多。一个新的被青睐的等位基因(从一个单一的复制开始)起初很长时间内只被很少的人群携带,其后,携带程度居中的时段较短,之后就是被近100%人群携带的长时段。因此,对于携带程度居中的等位基因较多这个情况,唯一的解释是这种仓促的自然选择是在非常晚近的时候才发生,所以只有很少的被选择的基因处于携带程度增长的末期。

一组遗传改变导致革新能力的增加,这就是加速演化的根本原因。复杂的语言能力很可能是关键。我认为新的增加创造力的等位基因(变异或基因渗透的结果)是“变异通道”,因为它们使之成为可能的革新通向更大的演化变化,就如最初发育的简单昆虫翅膀最终使蜜蜂、蝴蝶和数量巨大的甲虫出现。

每一次主要的革新都引起新的选择压力,并通向更多的演化变化,而最令人惊叹的革新是农业的出现。

[1]萨尔贡大帝,大约4000年前在当今伊拉克地区建立了其中一个最早的帝国。印和阗是古埃及建筑师、工程师和治疗师。

[2]行为的现代性是一个人类学术语,指现代人类独有的文化创造力。

[3]John Hawks,“Adaptive Evolution of Human Hearing and the Appearance of Language,”77th Annual Meeting of the American Association of Physical Anthropologists,April 11,2008,Columbus,Ohio.

[4]Stephen J.Gould,“The Spice of Life,”Leader to Leader 15(Winter 2000):14—19.

[5]Lyudmila N.Trut,“Early Canid Domestication:The Farm-Fox Experiment,”American Scientist 161(1999):161.

[6]Jack C.Schultz and Ted Floyd,“Desert Survivor,”Natural History 108,no.2(1999):24—29.

[7]John Tooby and Leda Cosmides,“On the Universality of Human Nature and the Uniqueness of the Individual:The Role of Genetics and Adaptation,”Journal of Personality 58,no.1(1990):17—67.

[8]John Tooby and Leda Cosmides,“Evolutionary Psychology:A Primer,”University of California Santa Barbara,http://www.psych.ucsb.edu/research/cep/primer.html(accessed October 1,2008).

[9]M.Clifton,“Dog Attack Deaths and Maimings,”2008,from http://www.dogbitelaw.com/Dog%20Attacks%201982%20to%202006%20Clifton.pdf.

[10]Yali Xue et al.,“Spread of an Inactive Form of Caspase-12in Humans Is Due to Recent Positive Selection,”American Journal of Human Genetics 78,no.4(2006):659—670.

[11]George H.Perry et al.,“Diet and the Evolution of Human Amylase Gene Copy Number Variation,”Nature Genetics 39(2007):1256—1260.

[12]文森特·萨里奇是一位人类学教授,他曾在预测人属与黑猩猩属分化的时间的研究上做出关键的贡献。弗兰克·米勒是《怀疑论者》杂志的资深编辑,恰克·雷米是该杂志的长期读者。

[13]Chuck Lemme,“Race and Sexual Selection,”Skeptic,http://www.skeptic.com/eskeptic/05-03-22.html(accessed October 1,2008).

[14]Richard Lewontin,“The Apportionment of Human Diversity,”Evolutionary Biology 6,no.1(1972):381—398.

[15]Mark Rieger,Introduction to Fruit Crops(New York:Food Products Press,2006).

[16]Koh-ichiroYoshiura et al.,“A SNP in the ABCC11Gene Is the Determinant of Human Earwax Type,”Nature Genetics 38(2006):324—330.

[17]Laurent Keller and Kenneth G.Ross,“Selfish Genes:A Green Beard in the Red Fire Ant,”Nature 394(1998):573;Michael J.B.Krieger and Kenneth G.Ross,“Identification of a Major Gene Regulating Complex Social Behavior,”Science 295,no.5553(2002):328—332.

[18]John Hawks et al.,“Recent Acceleration of Human Adaptive Evolution,”Proceedings of the National Academy of Sciences 104,no.52(2007):20753.