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极端高温,影响人类进化?

·据世界银行估计,到2050年,气候变化将导致1.4亿人迁移,目前生活在非洲撒哈拉以南地区、南亚、拉丁美洲的人迁移的可能性尤其高。
·大规模迁移的后果之一,是生物学界所谓的“基因流动”,即由种群之间基因混合引发的进化。


极端高温,无疑是今年夏天全球各地的一大关键词。
上海高温追平149年前纪录,全国多地出现“热射病”病例;欧美遭遇极端高温侵袭,40度以上天气成为常态,多国山火频发;甚至在北极圈,气温一度飙升至32.5度,覆盖格陵兰岛的冰盖正在加速融化。
气候变化正对人类的生活产生肉眼可见的影响。放眼未来,全球变暖的长期趋势又将如何左右人类种群本身?
高温可能直接间接改变人类基因
首先,常年高温可能会直接改变人类基因。《麻省理工科技评论》资深记者Jessica Hamzelou曾在《新科学家》杂志上撰写题为《过往的气候变化曾影响人类进化》的科普文章,以史为鉴,从人类特征的演进史,窥视气候变化在未来可能留下的人种烙印。
文章主要介绍了西非约鲁巴人对干旱环境的遗传学反应。历史上,约鲁巴人一直生活在撒哈拉沙漠边缘萨赫勒地区的干燥气候之下。为探寻约鲁巴人是否为应对该生存环境而进化,美国斯坦福大学的Andres Moreno团队研究了20名约鲁巴人、20名东亚人和20名欧洲人DNA样本中F0XI1基因的变异。该基因与肾脏水潴留相关(水潴留即机体在组织间隙里积存过多水分,并且无法通过排尿等方式排出),而根据《生物医学中心开放获取期刊》(BioMed Central)收录的一篇论文数据,撒哈拉沙漠以南地区慢性肾病的患病率达到17.7%。
研究团队发现,85%的约鲁巴人有着相似的遗传信息序列,且相较随机重组、基因改组产生的序列,该序列更长。团队认为,这是自然选择的结果。
遗传特征的长度表明,约鲁巴人的基因改变,可能始于距今一万至两万年前,恰好与撒哈拉沙漠化的初级阶段相吻合。

约鲁巴人(来源:《新科学家》杂志网站)


此外,研究团队还分析了包括约鲁巴人在内全球39个族群971个基因样本所处的地理位置,发现这一遗传信息序列更频繁地出现于低纬度地区。Moreno表示,鉴于低纬度地区更可能缺水,这一现象表明,进化压力与气候相关。不过,伦敦大学学院基因学家Steve Jones指出,这只是间接证据,因为我们无从得知约鲁巴人的基因差异是否真的提高了存活率。
假如Moreno的解释成立,该研究将引出一个新问题:人类能通过进化适应气候变化吗?美国亚利桑那州立大学人类遗传学家Anne Stone表示:“长期来看,如果地球持续变暖,那么发生基因嬗变并不会让我感到惊讶。”
除了通过自然选择的方式直接改变基因外,气候变化还可能通过改变生态环境,影响人类的行为方式,进而左右进化。美国莱斯大学生态学教授Scott Solomon在美国全国广播公司官网上刊发题为《气候变化可能影响人类进化,这种影响如何实现》的文章。
文章称,气候变化致使气温升高,引发干旱、降水模式的变化、生长周期的延长。动植物为跟上不断发生的变化,将不断进化。生物学家们已观察到,气候变化导致松鼠和鲑鱼的发育速度加快,繁殖期随之前移;夏季提早到来,一些花类的花期相应提前;珊瑚正与微藻建立新的关系,以便在温度更高、酸性更强的海洋中生存。
随着地球持续变暖,其他物种也可能发生渐进式变化——包括人类。气候变化将以微小但显著的方式改变人体的内部运行机制,并可能导致人体外形发生明显变化。
先看对人体的体内影响。气候变暖,意味着疟疾、西尼罗热等长期流行于热带地区的疾病将扩散到温带地区。其结果是,美国和其他发达国家的居民将接触到这些疾病,他们的免疫系统将被迫进化出新的防御机制,但这或许将引起其他非传染性疾病。
比如说,“镰刀形细胞贫血”和“地中海贫血”这两种血液病之所以出现并一直存在,是因为它们有一个对人类有益的副作用:携带特定基因的人能够抵抗疟疾的严重发作。如果疟疾蔓延到北美、东亚、欧洲的人口稠密地区,那么这两种疾病或其他新疾病可能很快随之出现。

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