基因的阴暗面

工业革命以及随之而来的营养、流行病和人口上的转变,深远地改变了人类的生态学和生物学。这导致人类的许多生命特征都发生重大了变化,其中包括成熟的年龄和大小、特定年龄的生育率和寿命。

现代化带给我们的,不仅仅是更少的传染病和更长的寿命,它还创造了一个与过去世界截然不同的环境。曾在过去对我们有利的基因,现在可能会让我们在老年时患上某些慢性疾病(例如心血管疾病和癌症)。一篇近期发表于《自然评论-遗传学》期刊上的论文中,科学家整理了过去的进化性适应与我们的现代生活之间不相符的证据。他们还探讨了与现代化相关的自然选择,是否会在全球范围内减轻一些慢性疾病的负担。

基因的阴暗面

过去四个世纪以来,人类的生态、生活方式和生命史都发生了巨大的变化。这种朝现代化方向的过渡也改变了导致人类死亡的主要原因——在儿童时期爆发的传染性疾病已让位于衰老过程中的某些慢性疾病。当然,人固有一死,这是自然的,因此如果某些致死的原因几率变小,就会有其它的原因成比例地增加。然而,基因已经适应的环境与新环境之间日益增加的差异也扮演着重要角色。

衰老部分是由一些基因的综合效应导致的,这些基因对年轻人有益,但对年纪较大的人会产生不良反应。基因可以影响各种特征,并且还能随着年龄的增长具有不同的表达(即基因多效性)。拮抗基因多效性(antagonistic pleiotropy)一词描述的是能同时具有有益和不利影响的基因。通过自然选择进行的一些违背直觉的进化,可能会导致拮抗多效性在人口中的扩散:在年轻时获得的好处要重于老年时期发展出的进化劣势。例如,BRCA1基因的一些变体对生育有益。然而,携带其中一种BRCA1变体的女性更有可能在90岁前患乳腺癌。

芬兰图尔库大学的Virpi Lummaa教授解释说:“安吉丽娜·朱莉之所以决定做双乳腺切除术以规避患乳腺癌的风险,就是因为她携带一种高风险的BRCA1变体。这种基因变异在过去并没有在自然选择过程中被消除,正是因为它对女性的生育能力也有很大的好处。而现在,情况愈发糟糕了,由于我们显著下降的生育水平和日益增长的人均寿命,这种基因已不再具有优势。“

爱丁堡大学的Jacob Moorad说:“很显然,一些在年轻时有助于生育、但在老年时要为此付出高昂代价的变异受到了自然选择的青睐。看起来,这些基因可能是造成现代社会慢性疾病增加的原因,但目前我们仍不确定这些基因是否是导致这种增长的主要原因,还是只是一个次要的促成因素。”

相反,现代生活对人类健康的进化影响是难以确定的:进化通常需要许多代人在我们的基因组中留下明确的痕迹。论文中评论道,一定程度的证据表明,作为进化的驱动,自然选择正在改变我们的现代进程。例如,几项针对工业化前后的人口研究,都指向了朝着女性生育期延长的选择。

美国耶鲁大学教授Stephen Stearns说:“不过,我们必须保持谨慎。人类生物学的变化是由两个非排他性过程驱动的。环境会直接影响我们的基因表达方式——例如童年时期的营养不良可能会导致生长萎缩。但环境也同样会塑造自然选择。比如随着时间的推移,自然选择可以让某些基因更多、而其它基因更少的出现在人群中——成年人的乳糖不耐症就是一个例子。当我们观察到特定的变化时,很容易把它归结为的自然选择。但是,

更可能的情况是基因表达已经发生了变化(尤其是发生在近期的变化),而不是基因本身已经适应了新的环境。”

澳大利亚西悉尼当地卫生区人口健康中心主任Stephen Corbett解释说:“未来研究与方法论的发展,可以帮助我们阐明慢性疾病和基因表达的关联程度,以及自然选择是否开始阻碍慢性疾病负担的增加。因此建立大型的多代群体研究对找寻明确的证据是绝对必要的。”

这项研究的作者之一Alexandre Courtiol补充道:“是的,基因是有罪的,但等待自然选择来让我们的曾曾曾孙适应我们现代化的环境是效率很低的。而且这可能无法成功的另一个原因是现代环境变化的速度非常快,对慢性疾病增加的更合理反应就是将我们的社会环境和生活方式改变成更适合我们的。其实我们都知道要诀:多一点睡眠、少吃垃圾食物、多运动、减少污染。的确,这很都难实现,但并不是完全没有希望的。”

译:糖兽

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


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