基因的陰暗面

工業革命以及隨之而來的營養、流行病和人口上的轉變,深遠地改變了人類的生態學和生物學。這導致人類的許多生命特徵都發生重大了變化,其中包括成熟的年齡和大小、特定年齡的生育率和壽命。

現代化帶給我們的,不僅僅是更少的傳染病和更長的壽命,它還創造了一個與過去世界截然不同的環境。曾在過去對我們有利的基因,現在可能會讓我們在老年時患上某些慢性疾病(例如心血管疾病和癌症)。一篇近期發表於《自然評論-遺傳學》期刊上的論文中,科學家整理了過去的進化性適應與我們的現代生活之間不相符的證據。他們還探討了與現代化相關的自然選擇,是否會在全球範圍內減輕一些慢性疾病的負擔。

基因的陰暗面

過去四個世紀以來,人類的生態、生活方式和生命史都發生了巨大的變化。這種朝現代化方向的過渡也改變了導致人類死亡的主要原因——在兒童時期爆發的傳染性疾病已讓位於衰老過程中的某些慢性疾病。當然,人固有一死,這是自然的,因此如果某些致死的原因幾率變小,就會有其它的原因成比例地增加。然而,基因已經適應的環境與新環境之間日益增加的差異也扮演著重要角色。

衰老部分是由一些基因的綜合效應導致的,這些基因對年輕人有益,但對年紀較大的人會產生不良反應。基因可以影響各種特徵,並且還能隨著年齡的增長具有不同的表達(即基因多效性)。拮抗基因多效性(antagonistic pleiotropy)一詞描述的是能同時具有有益和不利影響的基因。通過自然選擇進行的一些違背直覺的進化,可能會導致拮抗多效性在人口中的擴散:在年輕時獲得的好處要重於老年時期發展出的進化劣勢。例如,BRCA1基因的一些變體對生育有益。然而,攜帶其中一種BRCA1變體的女性更有可能在90歲前患乳腺癌。

芬蘭圖爾庫大學的Virpi Lummaa教授解釋說:“安吉麗娜·朱莉之所以決定做雙乳腺切除術以規避患乳腺癌的風險,就是因為她攜帶一種高風險的BRCA1變體。這種基因變異在過去並沒有在自然選擇過程中被消除,正是因為它對女性的生育能力也有很大的好處。而現在,情況愈發糟糕了,由於我們顯著下降的生育水平和日益增長的人均壽命,這種基因已不再具有優勢。“

愛丁堡大學的Jacob Moorad說:“很顯然,一些在年輕時有助於生育、但在老年時要為此付出高昂代價的變異受到了自然選擇的青睞。看起來,這些基因可能是造成現代社會慢性疾病增加的原因,但目前我們仍不確定這些基因是否是導致這種增長的主要原因,還是隻是一個次要的促成因素。”

相反,現代生活對人類健康的進化影響是難以確定的:進化通常需要許多代人在我們的基因組中留下明確的痕跡。論文中評論道,一定程度的證據表明,作為進化的驅動,自然選擇正在改變我們的現代進程。例如,幾項針對工業化前後的人口研究,都指向了朝著女性生育期延長的選擇。

美國耶魯大學教授Stephen Stearns說:“不過,我們必須保持謹慎。人類生物學的變化是由兩個非排他性過程驅動的。環境會直接影響我們的基因表達方式——例如童年時期的營養不良可能會導致生長萎縮。但環境也同樣會塑造自然選擇。比如隨著時間的推移,自然選擇可以讓某些基因更多、而其它基因更少的出現在人群中——成年人的乳糖不耐症就是一個例子。當我們觀察到特定的變化時,很容易把它歸結為的自然選擇。但是,

更可能的情況是基因表達已經發生了變化(尤其是發生在近期的變化),而不是基因本身已經適應了新的環境。”

澳大利亞西悉尼當地衛生區人口健康中心主任Stephen Corbett解釋說:“未來研究與方法論的發展,可以幫助我們闡明慢性疾病和基因表達的關聯程度,以及自然選擇是否開始阻礙慢性疾病負擔的增加。因此建立大型的多代群體研究對找尋明確的證據是絕對必要的。”

這項研究的作者之一Alexandre Courtiol補充道:“是的,基因是有罪的,但等待自然選擇來讓我們的曾曾曾孫適應我們現代化的環境是效率很低的。而且這可能無法成功的另一個原因是現代環境變化的速度非常快,對慢性疾病增加的更合理反應就是將我們的社會環境和生活方式改變成更適合我們的。其實我們都知道要訣:多一點睡眠、少吃垃圾食物、多運動、減少汙染。的確,這很都難實現,但並不是完全沒有希望的。”

譯:糖獸

原文鏈接:http://www.fv-berlin.de/news/the-dark-side-of-our-genes-2013-healthy-ageing-in-modern-times


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