“新聞串燒”觀點提要:
1.《科學進展》研究發現,數百種突變可以提高年輕人生育能力,但也與其日後的身體損傷有關。現在年輕人不想生孩子,基因似乎也在助長這種趨勢。
2.《科學進展》新發現解釋了亞洲人的尼安德特人的基因佔比高於歐洲人,初步揭示”智人遷徙的距非洲老家越遠,他們基因組中含尼安德特人DNA的比例越高”的規律。
3.飲食與壓力的關係新發現:處於壓力狀態下,吃高脂肪飲食會導致壓力更大。
提高生育能力的基因會縮短壽命
我們為什麼會變老、死亡?
19世紀,德國生物學家·魏斯曼(August Weismann)提出,生命機器不可避免隨時間推移而磨損,死亡“出於物種的需要”,它清除年老體弱的個體,從而減少年輕個體面對的競爭。
這種解釋在美國演化生物學家喬治·威廉姆斯(George Williams)看來沒有道理:自然選擇只作用於從上一代傳到下一代的基因,生命終結時發生的事情並不影響演化過程。
威廉姆斯推測,衰老或許是自然選擇不可避免的副作用。1957年,他提出了一個理論:提高動物生育能力的基因突變可能在晚年造成傷害。經過許多代傳遞積累,這些突變將成為健康負擔,最終導致死亡。
一項最近發表於《科學進展》(Science Advances)雜誌的進化生物學研究支援威廉姆斯的理論。作者團隊發現了數百種突變,它們可以提高年輕人生育能力,但也與其日後的身體損傷有關。
此工作的通訊作者張建之是密歇根大學安娜堡分校的進化生物學家。根據他的說法,此前已有一些小規模研究為威廉姆斯理論提供了實質證據。例如,2007年發表的論文介紹了一種微小蠕蟲身上的一對突變——它延長蠕蟲壽命,同時減少蠕蟲後代的平均數量。
但張建之對這些實驗不滿意。因為它們“都是案例研究”,“我們不知道整個基因組裡是否存在很多這樣的突變“。
英國生物樣本庫(UK Biobank)儲存著來自英國50萬志願者的遺傳資訊,以及有關其健康情況和生活經歷的資訊。該生物庫幫助科學家揭示遺傳變異與諸如高血壓、精神分裂、吸菸習慣等數千種特徵之間的微妙聯絡。
張建之與同事、中國醫學科學院基礎醫學研究所的研究員龍爾平(論文第一作者)合作,深入探究資料庫,搜尋、分析有關生殖和長壽的資訊。
他們發現,與生育能力相關的遺傳變異,例如志願者的子女數量,與更短的壽命相關。更重要的是,生殖相關突變影響壽命長短的可能性是無關突變的5倍,利於繁殖的變異很可能不利於長壽。此外,攜帶大量促進生育的突變的志願者活到76歲的機率略低於正常水平。
總而言之,上述發現表明威廉姆斯言之有理——衰老本質上是自然選擇影響生育能力的一種副作用。
值得一提的是,英國生物樣本庫的資訊表明,1965年出生的人比1940年生的人攜帶更多的促進生殖的變異。鑑於此,張建之和龍爾平推斷,人類生育能力的進化並未在過去某個久遠的時刻停止。
考慮到現代人壽命越來越長,“生殖相關突變可能縮短壽命”的說法聽起來很詭異。要知道當前英國人平均預期壽命約80歲,而一個世紀前,這個數字是59。
張建之表示,他們發現的每個突變對壽命都有微小影響。現代人的生活發生著天翻地覆的變化,我們擁有更好的食物和藥品,這降低了兒童死亡率,也令更多人得以安享晚年。
為什麼東亞人比歐洲人
擁有更多尼安德特人血統
關於我們已滅絕的近親尼安德特人,現有最古老的化石似乎可追溯至43萬年前,不過根據科學家推測,他們在大約4萬年前才開始於歐亞大陸生活。
1856年,人們在德國採石場首度發現尼人遺骸;透過分析其化石可知,這是一種眉骨高聳、胸圍寬大的古人類。新興、先進、不斷進步的古遺傳學研究揭示了尼人群體內部的遺傳多樣性,以及他們與我們(智人)的密切關係。
各種證據表明,尼安德特人並未被智人真正消滅,他們透過雜交融入了我們的血脈。近期,科學家於《科學進展》 (Science Advances) 雜誌報道了一項新成果:
他們透過分析歐亞大陸的古人類和現代人基因組,並根據地理起源和年齡對基因組的相互關聯建模,發現從大約一萬年前開始,由安納托利亞(又名小亞細亞,亞洲大陸最西端的延伸部分)和黎凡特(東地中海區域的一大片地區)向外擴張的早期農民融入歐洲人口,由於前者擁有的尼人基因較少,後者的尼人血統便被稀釋。
這可以解釋:為什麼現代西歐人口相較東亞人口,尼安德特人成分更低。
2017年的基因測序工作顯示,現代東亞人擁有最多的尼人DNA,含量大概在2.3%~2.6%,現代西亞人和歐洲人則僅有1.8%~2.4%的尼人基因。
值得一提的是,新研究的作者團隊此前透過計算機模擬得出了一個規律:當族群A遷徙並與當地的族群B雜交,A後代將擁有一定比例的B的基因,而且這個比例與A遷移的距離成正比。換言之,智人遷徙的距非洲老家越遠,他們基因組中含尼安德特人DNA的比例越高。(當然,此規律還不足以解釋東亞與西歐的尼人成分差距。)
“來自安納托利亞-黎凡特的早期農民擴張、取代歐洲的狩獵採集者——這足以解釋尼安德特人的基因分佈情況。”論文第一作者、日內瓦大學研究員克勞迪奧·奎洛德蘭(Claudio Quilodran)如此說道。
奎洛德蘭等人分析了來自哈佛醫學院艾倫古DNA資料庫(Allen Ancient DNA Resource)的4464個基因組資料。這些基因來自4萬年前-現代的歐亞大陸人類。基因組顯示了尼安德特人從化石記錄中消失後,人類基因組中的DNA是如何被稀釋的。
另有研究人員發現,現代非洲人口中竟然也存在一些尼人基因,這與原先的假設相矛盾,過去我們可是一直認為離開非洲並與尼安德特人雜交的智人族群再未迴歸老家。
壓力大時吃東西可能導致壓力更大
很多人以為,攝入美味的食物是面對巨大壓力時的解壓良策。但科學研究表明,不健康的食物選擇反而會加劇壓力,因為它能影響流向大腦的血液。
英國伯明翰大學的團隊招募了21名健康的年輕人,為其提供兩個黃油牛角麵包作為早餐,同時要求他們做心算——而且心算的速度要求不斷提高;若回答錯誤,他們會被告知自己算錯了;透過螢幕,他們可以實時看到自己的表現。
研究團隊成員之一羅莎琳德·貝納姆 (Rosalind Baynham) 表示,此實驗旨在模擬我們工作或居家時可能面臨的日常壓力。
“當感到壓力時,心率和血壓會上升,血管會擴張,流向大腦的血液會增加。”
實驗結果表明,在精神緊張時攝入高脂肪食物會導致血管功能降低1.74%。根據過往研究,血管功能每下降1%,心血管風險將增加13%。
貝納姆指出:“當參與者吃下羊角麵包後,他們的血管功能損傷會持續更長時間。”
研究團隊還觀察到,在壓力事件結束後的90分鐘內,參與者的動脈彈性下降;脂肪食物攝入會減少前額皮質的腦氧合,導致壓力期間的氧氣輸送量更低;高脂肪食物甚至對情緒造成了負面影響。
貝納姆等人建議,低脂肪飲食或許才是真正緩解壓力的選擇。攝入低脂食物後,雖然血管功能在壓力期間仍受到負面影響,但這種功能下降在壓力達到峰值的90分鐘後又恢復至基線水平。
透過進一步研究,他們發現如果能攝入“更健康的食物”,尤其是那些富含多酚 (具備抗氧化特性的有益植物化合物) 的食物,例如可可、漿果、葡萄、蘋果等果蔬甚至可以完全預防血管功能下降。
相關研究刊載在《營養學前沿》 (Frontiers in Nutrition) 和《營養素》 (Nutrients) 雜誌上。
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