人类正在青藏高原的眼前进化
人类还没有完成烹饪。我们不断进化和适应我们周围的世界,我们适应的记录写在我们身上。
我们知道,有些环境会让我们感到不适。登山者经常屈服于高原反应– 身体对大气压力显着下降的反应,这意味着每次呼吸吸入的氧气较少。
然而,在青藏高原的高海拔地区,人们呼吸的空气中的氧气含量明显低于低海拔地区,人类社区蓬勃发展。
在该地区定居的 10,000 多年里,生活在那里的人们的身体发生了变化,使居民能够充分利用对大多数人来说会导致没有足够的氧气通过血细胞输送到身体组织,这种情况被称为缺氧。
“适应高海拔缺氧是令人着迷的,因为压力很严重,在给定的高度每个人都会平等地经历,而且是可以量化的,”美国凯斯西储大学的人类学家辛西娅·比尔 (Cynthia Beall) 告诉 ScienceAlert。
“这是一个很好的例子,说明我们的物种如何以及为什么有如此多的生物变异。”
Beall 一直在研究人类对低氧生活条件的反应多年来.在新的研究中,她和她的团队揭示了藏族社区的一些特定适应能力:帮助血液输送氧气的特征。
为了解开这一发现,研究人员深入研究了我们所说的进化适应性的标志之一:生殖成功。分娩活婴儿的妇女是将她们的特质传给下一代的妇女。
在特定环境中使个人获得最大成功的特质最有可能在能够在怀孕和分娩的压力下生存下来的女性身上找到。
这些女性更有可能生下更多的婴儿;而那些从母亲那里继承了生存能力特征的婴儿也更有可能活到成年,并将这些特征传递给下一代。
这是自然选择在起作用,它可能有点奇怪和违反直觉;例如,在疟疾流行的地方,镰状细胞贫血的发病率很高,因为它涉及预防疟疾的基因.
Beall 和她的团队对 417 名年龄在 46 至 86 岁之间的女性进行了研究,她们一生都在尼泊尔海拔约 3,500 米(11,480 英尺)以上的地方生活。研究人员记录了活产人数,每名妇女 0 到 14 人不等,平均 5.2 人,以及健康和身体信息和测量值。
他们测量的物体包括血红蛋白,红细胞中负责向组织输送氧气的蛋白质。他们还测量了血红蛋白携带了多少氧气。有趣的是,活产率最高的女性的血红蛋白水平既不高也不低,但对于测试组来说却是平均水平。
但血红蛋白的氧饱和度很高。总之,结果表明,这些适应能够在不使血液变稠的情况下最大限度地向细胞和组织输送氧气——这一结果会给心脏带来更大的压力,因为它难以泵送更耐流动的更高粘度液体。
“以前我们知道较低的血红蛋白是有益的,现在我们知道中间值的好处最大。我们知道血红蛋白的氧饱和度越高是有益的,现在我们明白饱和度越高越有益。活产婴儿的数量量化了好处,“比尔说。
“出乎意料地发现,如果女性具有其他氧运输性状的有利值,她们可以生育许多活产,但某些氧运输性状的值较低。”
生殖成功率最高的女性也有很高的血液流入肺部的速度,她们的心脏左心室比平均水平宽,左心室是负责将含氧血液泵入体内的心脏腔。总而言之,这些特性提高了氧气的运输和输送速度,使人体能够充分利用呼吸空气中的低氧含量。
重要的是要注意,文化因素也会发挥作用。研究人员发现,年轻就开始生育并拥有长期婚姻的女性似乎更容易怀孕,这也增加了活产率。
然而,即使考虑到这一点,身体特征也起了作用。生理机能与无压力、低海拔环境中的女性最相似的尼泊尔女性往往具有最高的生殖成功率。
“这是一个持续自然选择的情况,”Beall 说.“了解像这样的种群如何适应,可以让我们更好地掌握人类进化的过程。”
该研究已发表在美国国家科学院院刊.