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人类史前的变种基因

在《X 战警》系列漫画和电影中,世界上有一小部分人体内存在变种基因,他们被称作变种人.额外的基因突变导致变种人天生有易于常人的特性———具有超乎常人的天赋,比如镭射眼能从眼中射出高能射线,冰人能控制冰并将自己的身体转化成冰体.变种人中有大反派万磁王,也有保卫人类和变种人安全的X 战警,故事就在他们之间铺展开来.

你有没有想象过自己的基因有一天突然变异,也变成一个变种人,拥有像X 战警那样的能力?当然,这个想法要在生活中实现可能很难,但科学家发现,人类基因其实也有“变种”,而且还不少.它们的变化曾给史前人类带来一些很酷的“超能力”,帮助人类一直在地球上生活下来.那么,人类的史前“变种基因”都有哪些呢?

★谁使大脑变得更大★在《X 战警》电影和原著漫画中,查尔斯·沙维尔教授是X 战警的领袖,绰号为X 教授.他也是一个变种人,拥有非常强悍的大脑,不但能进行心灵感应,还能控制其他人的思想.而在人类进化史上,“变种基因”也影响了古人类的大脑,使人脑的体积变得更大.根据科学家的说法,现在人类脑颅的平均容量约为1350 立方厘米.相对于身体的大小比例,人类大脑比其他动物的大脑都要大,这是使人类从猿类大队伍中脱颖而出的重要特点之一.

科学家对人类及其近亲的基因组全部进行测序后,找到了一个叫作ASPM 的基因.ASPM 基因和人类大脑体积关系很不一般.如果现代人类ASPM 基因出现异常,无法发挥作用,就会造成退行性原发小脑畸形病,该病患者的大脑容量仅有约400 立方厘米.相比于人类近亲,人类的ASPM 基因发生了很大的变化.科学家估测人类和黑猩猩等近亲分开之后,人类的ASPM 基因大概经历了15 次重要的突变,在接二连三的突变影响下,古人类大脑容量逐渐膨胀,为发展成拥有更加发达的大脑的聪明人类打下基础.

当然,与加速人类大脑发育相关的基因还有很多,ASPM 基因只是其中一个,其他的还有MYH16 基因和RNF213 基因,这两个基因也和人类大脑的进化有关.有研究者发现,人类进化过程中MYH16 基因发生了突变,致使人类的颔肌肉生长缓慢,减轻了对脑颅的束缚,大脑获得了更大的生长空间,从而进化出有大容量的大脑.而在灵长类动物(包括人类、大猩猩和黑猩猩)祖先体内,一种名为RNF213 的基因快速变化,促使它们的颈部动脉变宽,推动更多血液进入大脑,提供更多能源,这促使大脑发育得更大.

当然,人类大脑不仅仅是体积变大了,功能还变得更“高级”了.

★简单大脑突变成野计算机冶★在《X 战警》中,X 教授一直通过大脑联系X 战警,指挥他们作战.现代人类的大脑虽然没有这种意念控制能力,但也算是一个强大的“计算机处理器”,一些基因突变可能帮助这个“处理器”变得更加强大.

科学家对人类和黑猩猩的基因组进行比较,发现当人类与黑猩猩分化后,人类的HAR1 区迅速演变.HAR1 区也叫作第一号人类加速区,它参与人类大脑神经元的活动.HAR1 区在7 周至19 周的人类胚胎中出现,7周时在胎儿体内“开启”,19 周时“关闭”,而这一时期正是胚胎大脑发育的关键时期.在大脑发育过程中,该区域参与了大脑皮层的发育.而我们知道,大脑皮层身负重任,负责一些复杂的大脑功能,比如处理人类意识、语言和记忆.

科学家认为人类和黑猩猩之间最重要的差异奥秘可能在这个区域里,也许HAR1 区在人类和黑猩猩的共同祖先身上一直处于冻结状态,没有任何变化.可是,当人类和黑猩猩分开之后,人类身上的这个区域却活跃了起来,开始快速变化,而且这是人类基因组进化最迅速的部分.

HAR1 区活跃之后会影响大脑皮层的发育,有助于形成健康的大脑皮层构造.可是假如出错,会引发严重、通常致命的先天性疾病平脑症.平脑症患者的大脑缺乏一般的皱褶构造,皮层面积缩小.

此外,一个叫作FOXP2 的基因与人类大脑的重要功能———语言的形成有关.虽然许多动物都有FOXP2 基因,但是古人类的FOXP2 基因变化得最快.FOXP2 基因在20万年间经历了一系列变化后,最终使人类发展出了理解语境并说出词语的能力.

★从嘴巴开始捕获能量★《X 战警》里,X 教授不是唯一出风头的人,就像大脑并不是人类唯一的高超“技能”一样.影迷们最喜欢的角色中还包括金刚狼,这是一位因突变而拥有自愈能力的变种人.古人类并没有像金刚狼那样的神奇能力来抵御疾病,但他们的基因也有自己的绝招.在20 万年前到1.8 万年前,许多古人类纷纷“离家出走”去探索新的世界.如果你流落荒岛,暂时无法获救,那么你觉得接下来最重要的事是什么?很多人应该认为先要填饱肚子,才有力气想其他事情.同样,对于古人类,如果要在新陆地站稳脚跟,也要先解决粮食问题.可是想要在新环境中饱餐一顿,古人类就得对各种食物进行尝试,比如当地植物的块茎或者果实.

植物一直以来都是人类重要的食物来源,它们含有重要的能量来源物质———淀粉.不过,将从来没有见过的新食物吃到肚子里,如果吃坏肚子了怎么办?吃坏肚子可能会又吐又拉,本来是想从食物中获取能量,结果却突发意外,不但没有得到能量,还招来了疾病.为了帮助古人类快速从各种食物中获取营养,AMY1 基因出现了,它可以转译出分解淀粉的酶.和人类的近亲(黑猩猩和倭黑猩猩)相比,现代人体内有更多的AMY1 基因.更多的AMY1 基因可以帮助人类肠道在吃坏肚子前,快速吸收能量.而且除了在肠道里,AMY1基因还能在人类(以及人类的近亲)的口腔中制造出唾液淀粉酶,可以来分解口腔里的淀粉.

你可能觉得这并不是什么高级的功能,可是对于早期人类,却意义非凡.这意味着古人类只要用嘴巴轻轻咬一口美食,就能快速有效地消化淀粉,及时获取能量.有了能量,身体才会更强壮.这都是人类与消化不良等疾病进行对抗的巧妙方式.

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