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許多近期研究都使用了國際人類基因組單體型圖計劃(以下簡稱HapMap)上的數據。HapMap是一個由國際學者群體製作的數據庫,記錄人類基因變異的各種常見模式。HapMap選擇了四個人群:90個尼日利亞人,90個有歐洲祖先的美國人,45個東京人,45個北京人。在其中一些研究中,我們會將日本和中國個體組合為「東亞」人群。

人類基因組有大約30億個位點(四種組成DNA的基礎分子),組織成23對獨立的DNA群,即染色體。絕大部分DNA序列在所有人體內都是一樣的,但在每幾百個位點上,會出現一個變異的地方。這些是人與人之間DNA位點有可能相異的僅有的地方。

變異在這些位點的特定模式被稱為單倍型。想像三個連續變異位點,第一個可以是G或C(鳥嘌呤及胞嘧啶),第二個可以是A(腺嘌呤)或G,以及第三可為T(胸腺嘧啶)或C。一個特定個體可能在第一個位點有C,第二個有A,第三個有T,他的單倍體就會是CAT,而第二個人可能有胞嘧啶—鳥嘌呤—胸腺嘧啶,或說CGT。一個單倍體就像一手撲克,而變異地方的位點就好像一張張獨立的牌。

單倍體就好像撲克一樣被不斷洗牌。在每一代中,新的染色體從繼承自父母的染色體組裝而成,組裝的方式就像是把兩副牌拆開組成一幅新的牌,這一過程我們稱之為重組。拆分可能會發生多次,平均每個染色體上會發生一到三次。

這意味著單倍體在每一代中都會被分解,原來在父母染色體中存在的完整模板在重組後將不再完整。但模板的一小部分會保持不變,而因為一個染色體有幾百萬個位點這麼長,發生拆分的地方都應該相距較遠。

在許多代之後,任何單倍體最終都會被完全重組。但如果一個染色體上出現了一個備受青睞的突變,那麼攜帶這一突變的個體會有比平均數量更多的後代存活,隨著時間推移,越來越多的人會攜帶這一突變。如果突變帶來的優勢足夠大的話,這個過程會發生得很快,這一突變甚至在原始單倍體被重組過程完全洗牌之前就會變得很常見,而攜帶這個突變的人們會同時仍然帶著原始單倍體的特徵。不同代人們攜帶同一原始單倍體的時間越長,觀察到的突變就離現在越近。這就好像重新發牌的時候你的上一手牌又出現了,這會讓你猜測重組沒有進行多少,這你就猜對了!

基於HapMap的研究尋找的是長時段的單倍型(就是較長時間內沒有被重組的區域),這個數據庫的許多個體攜帶這類單倍型。這些共享的單倍型模板是晚近強自然選擇的跡象——非常近,因為重組過程在一段時間內最終會把所有單倍型模板分解掉的。

一個著名的例子是產生乳糖酶(即消化奶中的糖的酶)的基因。在大多數人類或一般哺乳動物身上,乳糖酶在斷奶的年齡就會停止生產,但在許多歐洲人和一些其他人種身上,生產過程會持續一生。這個適應使得成年人可以繼續喝奶。乳糖耐受的歐洲人攜帶的這種特殊變異只有幾千年的歷史,所以這些歐洲人必然還保留著原始單倍型的許多特徵。事實上,含有這個變異的單倍型有超過一百萬個位點的長度。

近期的研究中有幾百個長單倍型的例子,這些長單倍型表明是晚近的自然選擇。有一些幾乎被所有人攜帶,更多的被攜帶的程度居中,而大部分只被一定地區的人群攜帶。許多這類單倍型都是非常晚近的,在歐洲和中國的樣本中,大約5500年前這類長單倍型的起源速度達到頂峰,在非洲的樣本中則是大約8500年前。一個有利的基因突變出現在一些個體中並迅速傳播,直到一個顯著比例的人類群體都帶上這個突變位點,這一過程在過去幾千年間一再出現。有時在一個很大的地理區域內,比如說歐洲或者東亞,幾乎所有人都會帶上能追溯到一個特定突變位點的特徵。突變可能影響許多不同的特徵,膚色、代謝、防禦感染性疾病、中樞神經系統功能,以及任意數量的其他特徵和功能。

由於我們已經為黑猩猩基因組測序,我們知道黑猩猩和人類之間遺傳差異的大小。而因為我們對兩個物種分離的時間長度做過合理的估算,我們能知道遺傳改變的長時段速度。過去幾千年間的遺傳改變速度遠遠大於過往數百萬年間的變化速度,速度增加達到了100倍的數量級。如果人類一直以來都是以這個速度演化,那麼如今我們和黑猩猩之間的差距會遠遠比現實中要大。[18]

另外,我們觀察到的攜帶程度居中(20%至70%)的晚近等位基因,遠遠比被近100%人群攜帶的等位基因要多。一個新的被青睞的等位基因(從一個單一的複製開始)起初很長時間內只被很少的人群攜帶,其後,攜帶程度居中的時段較短,之後就是被近100%人群攜帶的長時段。因此,對於攜帶程度居中的等位基因較多這個情況,唯一的解釋是這種倉促的自然選擇是在非常晚近的時候才發生,所以只有很少的被選擇的基因處於攜帶程度增長的末期。

一組遺傳改變導致革新能力的增加,這就是加速演化的根本原因。複雜的語言能力很可能是關鍵。我認為新的增加創造力的等位基因(變異或基因滲透的結果)是「變異通道」,因為它們使之成為可能的革新通向更大的演化變化,就如最初發育的簡單昆蟲翅膀最終使蜜蜂、蝴蝶和數量巨大的甲蟲出現。

每一次主要的革新都引起新的選擇壓力,並通向更多的演化變化,而最令人驚歎的革新是農業的出現。

[1]薩爾貢大帝,大約4000年前在當今伊拉克地區建立了其中一個最早的帝國。印和闐是古埃及建築師、工程師和治療師。

[2]行為的現代性是一個人類學術語,指現代人類獨有的文化創造力。

[3]John Hawks,「Adaptive Evolution of Human Hearing and the Appearance of Language,」77th Annual Meeting of the American Association of Physical Anthropologists,April 11,2008,Columbus,Ohio.

[4]Stephen J.Gould,「The Spice of Life,」Leader to Leader 15(Winter 2000):14—19.

[5]Lyudmila N.Trut,「Early Canid Domestication:The Farm-Fox Experiment,」American Scientist 161(1999):161.

[6]Jack C.Schultz and Ted Floyd,「Desert Survivor,」Natural History 108,no.2(1999):24—29.

[7]John Tooby and Leda Cosmides,「On the Universality of Human Nature and the Uniqueness of the Inpidual:The Role of Genetics and Adaptation,」Journal of Personality 58,no.1(1990):17—67.

[8]John Tooby and Leda Cosmides,「Evolutionary Psychology:A Primer,」University of California Santa Barbara,https://www.psych.ucsb.edu/research/cep/primer.html(accessed October 1,2008).

[9]M.Clifton,「Dog Attack Deaths and Maimings,」2008,from https://www.dogbitelaw.com/Dog%20Attacks%201982%20to%202006%20Clifton.pdf.

[10]Yali Xue et al.,「Spread of an Inactive Form of Caspase-12in Humans Is Due to Recent Positive Selection,」American Journal of Human Genetics 78,no.4(2006):659—670.

[11]George H.Perry et al.,「Diet and the Evolution of Human Amylase Gene Copy Number Variation,」Nature Genetics 39(2007):1256—1260.

[12]文森特·薩裡奇是一位人類學教授,他曾在預測人屬與黑猩猩屬分化的時間的研究上做出關鍵的貢獻。弗蘭克·米勒是《懷疑論者》雜誌的資深編輯,恰克·雷米是該雜誌的長期讀者。

[13]Chuck Lemme,「Race and Sexual Selection,」Skeptic,https://www.skeptic.com/eskeptic/05-03-22.html(accessed October 1,2008).

[14]Richard Lewontin,「The Apportionment of Human Diversity,」Evolutionary Biology 6,no.1(1972):381—398.

[15]Mark Rieger,Introduction to Fruit Crops(New York:Food Products Press,2006).

[16]Koh-ichiroYoshiura et al.,「A SNP in the ABCC11Gene Is the Determinant of Human Earwax Type,」Nature Genetics 38(2006):324—330.

[17]Laurent Keller and Kenneth G.Ross,「Selfish Genes:A Green Beard in the Red Fire Ant,」Nature 394(1998):573;Michael J.B.Krieger and Kenneth G.Ross,「Identification of a Major Gene Regulating Complex Social Behavior,」Science 295,no.5553(2002):328—332.

[18]John Hawks et al.,「Recent Acceleration of Human Adaptive Evolution,」Proceedings of the National Academy of Sciences 104,no.52(2007):20753.