是的,人类仍在进化

是的,人类仍在进化

大卫·爱登堡等著名公众人物曾声称人类进化已经结束,但许多研究人类进化的研究人员坚决不同意这一观点。我们知道,人类已经以无数种方式改变了我们的环境——改变了我们赖以生存的空气、水和土壤,而我们正是地球上最成功的“生态系统工程师”。在所有这些变化中,我们很容易认为我们已经征服了生物学,消除了进化和自然选择对我们物种的影响。但科学并不是这么说的。

英国安格利亚鲁斯金大学人类学家、进化遗传学家杰森·霍奇森说:“人类当然还在进化。群体中的所有生物都在不断进化。”

进化是一个过程,而不是结果,而且它并不总是线性发生的。

威斯康星大学麦迪逊分校古人类学家约翰霍克斯表示同意:“人类肯定还在进化。”

耶鲁大学生态学和进化生物学名誉教授斯蒂芬·斯特恩斯说:“人类仍在进化,几乎所有其他生物种群也在进化。”

然而,进化对我们物种的影响方式可能并非你所想象的那样。从生物学角度来看,进化是指群体中基因变异(又称“等位基因”)频率随时间的变化。它并不是引导物种朝着某个目标发展的力量。然而,生物学家仍然可以观察人类进化的过程,并找出近期的例子。

进化是如何发生的?

在开始研究之前,了解进化的原理很重要。生物体进化的方式有很多种。每个人出生时平均都会有大约 70 个新的基因突变,这些突变并非来自父母。一旦出现,突变就会传递给后代,从而改变种群水平的等位基因频率。漂移是指随机性影响哪些基因变体以何种比例传递——这在小群体中发展最快。基因流动是指个体和种群迁徙,将其遗传物质带到新的地方。性选择发生在人们非随机交配时(这占人类交配的大多数)。

然后是自然选择——通常与进化本身混为一谈——影响生存和繁殖的环境条件决定了哪些等位基因最有可能在未来几代中持续存在。霍奇森说,与漂移相反,自然选择在较大的群体中发生得更快,因为当周围有更多的人时,有益的等位基因更有可能出现。“这是人类人口规模有史以来最大的一次,所以这在某种程度上可能是自然选择在人类身上发生的最大变化,”他补充道。

“人类仍在进化,几乎所有其他生物种群也在进化。”

通过上述所有机制,人类从我们与现存最亲近的两个近亲——黑猩猩和倭黑猩猩的最后共同祖先进化而来。我们并非从这些类人猿进化而来,而是从现已灭绝的灵长类动物谱系进化而来,这些灵长类动物与黑猩猩和倭黑猩猩的前身从一个共同点分化而来。早在智人成为生命之树的一个分支之前,先前的分化就导致了灵长类动物、哺乳动物和脊椎动物的出现。数十亿年来,进化缓慢地从最后的共同祖先分化出所有生物。我们的身体仍然带有我们物种进化历史的证据。例如,在我们现在无用的(或“退化的”)尾骨和阑尾中。

上述所有机制在今天的人类身上仍然发挥作用,尽管我们的社会组织和绝对数量可能已经改变了哪些机制在哪些人群中以何种方式发挥了最快作用。影响显着特征的重大进化变化(如尾巴的消失)发生得非常缓慢,但始终存在着不太明显的变化。

霍奇森说,人们经常认为现代医学已经消除了自然选择,但这种观点“并不严肃”,因为它基于许多不真实的假设。例如,我们已经用科学解决了所有健康问题,或者人们获得医疗保健和避孕的机会是平等的。事实上,“这根本就不是平等”,他强调道。因此,也存在着生育不平等和生存不平等,世界各地的人们仍然受到各种选择机制的影响。

同时,人类进化的其他驱动因素可能也是我们这个物种所独有的,至少在强度上是如此。霍奇森和霍克斯都指出,在许多情况下,我们的文化会影响人们与谁、如何以及是否繁衍后代。这些因素还会继续影响基因变异随时间推移的频率。

纽约大学遗传学和基因组学副教授哈卡曼内什·莫斯塔法维 (Hakhamanesh Mostafavi) 表示:“我们可能在某种程度上改变了进化的进程,但这并不意味着我们会阻止它的发生。”

我们怎么知道进化仍在发生?

许多关于人类遗传史的研究提供了进化过程的例证。正如霍奇森在 2014 年的研究中所描述的那样,马达加斯加的疟疾抗药性不断增加,这与该人群中特定基因变异的扩散有关。他说,这个进化的例子发生在过去 2000 年内——从进化时间的角度来看,这是非常近的。

随着畜牧业的传播,中东、欧洲和非洲部分人群中出现了能够消化成人乳糖的等位基因,并开始传播。“即使在过去的 1000 年里,乳糖酶作为等位基因的持久性也在不断增加,”霍克斯说。

甚至更近的时期——在上个世纪——斯特恩斯和他的研究同事在 2010 年的一项经典研究中,基于 1948 年开始的数据收集工作,对马萨诸塞州弗雷明翰的人们进行了研究,并将身高下降和其他人口水平的变化归因于自然选择。

对大型基因组数据集的研究还揭示了在性状层面上无法观察到的变化。2022 年的一篇论文确定了人类基因组中的两个小变化,它们负责产生功能性蛋白质,自从我们这个物种与其他灵长类谱系分离以来,这些变化就出现了。

“我们或许在某种程度上改变了进化的进程,但这并不意味着我们阻止了它的发生。”

在 2017 年由 Mostafavi 领导的一项研究中,他和他的同事研究了英国生物库中不同年龄组的基因差异,该库存储了大约 50 万英国人的基因和健康数据。他们正在寻找在老年人中不太常见的广泛等位基因,因此可能与长寿和生存有关。在整个数据集中,他们只发现了两种这样的基因变异——一种与男性大量吸烟有关,另一种与阿尔茨海默病风险有关。尽管许多健康差异都是遗传的,但在研究人群中,可识别的有害单基因变异相对较少。这意味着进化可能已经过滤掉了这些基因。

Mostafavi 表示:“缺失(或更多有害等位基因)是选择的强烈暗示。”他表示,研究中确定的两种基因也有可能随着时间的推移而被过滤掉。它们目前很常见,这可能意味着它们最近才变得有害。

穆斯塔法维的研究中展示的进化类型是净化选择:随着时间的推移,从种群中去除有害突变。它不像有利于有益特征的选择那样引人注目,但却更为常见。

另一种常见的不那么引人注目的选择形式是稳定选择,其中极端情况很少见,倾向于中间立场。他说,出生体重和身高是稳定选择发挥作用的标准例子。

“也许我们并不总是能看到稳定[和]净化选择,也许它们并不明显......但我们确实知道,许多人类[特征]以某种方式保持了某种最佳状态”,这表明这两种自然选择形式仍在持续进行。

那么,我们会进化成什么呢?

霍克斯说:“大多数人都想知道,‘我们这个物种是否会有方向性地转变为其他物种?’也就是说,这一切的最终结果会怎样?”答案尚不明确,至少在科学家可以研究的时间尺度上是如此。

进化是一个过程,而不是结果,而且它并不总是线性发生的。“当今的环境正在以各种方式快速变化。我们不确定哪些变化会随着时间的推移而持续,所以我们不知道哪些变化可能产生任何影响。[许多]变化可能会逆转并朝着相反的方向发展,就像它们在过去一两代中进化一样快,”霍克补充道。

“我个人认为我们的基因将会继续改变,而且很可能变化的速度会更快,”他说,“但我还没有很好的依据来预测具体如何改变。”

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