藏族人的高原适应性独一无二
“藏族人在3000年的时间里适应了高原气候,这可能是迄今人类历史上距离现在最近、最快速的演化例证。”近日,中国、英格兰、爱尔兰和美国的研究人员通过基因研究,发现了藏族人是如何快速适应高原低氧环境的,《纽约时报》等媒体7月3日用上述语言,描述了这一重大发现。中国科学院北京基因组研究所曾长青研究员对《环球时报》记者说,对高原适应性基因的研究可能帮助人类预防高原疾病,并为研究心血管病等其他低氧代谢疾病提供依据。
美国《纽约时报》、英国《新科学家》等媒体近日都对上述发现表现出浓厚的兴趣。《新科学家》报道称,在此之前,现代人演化的最近例证是7500年前北欧人群的乳糖耐受性演变,让北欧人可以消化牛奶。而藏族人在3000年前开始适应高原环境,并成为世界上适应高原气候最好的人群,刷新了这一纪录。不过也有一些美国研究人员认为,3000年的数据与考古发现不符,在2.1万年前,青藏高原就已经有人类居住。对此,参与了藏族高原适应性研究项目的曾长青研究员对《环球时报》表示,对人群演化时间的推算需要运用一些假设,如基因突变速率、现代人群采样误差、人群迁徙特点、人群瓶颈效应等等,假设会存在一些局限和误差,如果有更多的数据,就可以对误差范围进行更好的控制和估计。
其实,高原反应的本质是低氧反应,在平均海拔约4000米的青藏高原,空气中氧气的平均含量约为海平面的60%。当生活在低海拔地区的人来到高原地区时,为适应这种低氧环境,人体会加速制造血红蛋白以获得更多氧气。而血红蛋白的过度生产会导致血液黏稠,进一步造成慢性高原疾病。然而研究人员发现,藏族人群世居青藏高原,体内血红蛋白浓度却和低海拔人群的血红蛋白水平接近,且很少出现高原反应。而同样居住在高原地区、祖先也是亚洲人的南美安第斯人体内血红蛋白含量较高,也更容易患高原病。有专家认为,藏族人的高原适应性在世界上独一无二,这一现象引起众多研究团体注意,因此他们启动了这项高原适应性基因的研究工作。
通过对藏族人基因和中国北方低海拔人群基因的比对,研究人员发现,EPAS1基因的一种特殊类型仅存在于9%的低海拔人群中,在藏族人群中的比例却高达87%,这个位于2号染色体上的基因的产物参加调控人体的血红蛋白含量。研究发现,大多数藏族人拥有的EPASl基因类型与其他人群不同,拥有这种基因类型的人血红蛋白含量较低,不容易患上高原病。
参与研究的美国综合进化研究中心发表的一篇通讯称,在进化过程中,从能在高海拔地区更好地生存,并有机会把这种基因型传递给下一代,最终结果是具有这种基因型的个体在人群中的比例越来越高。不过,这项发现虽然找到了决定高原适应性的基因,也带来新问题:如果不是通过生成更多血红蛋白进行补偿,藏族人群又是如何对缺氧状况作出反应呢?这有待科学家进一步研究。
曾长青研究员对记者表示,目前的成果对低海拔人群适应高原环境有重要的预防意义,通过研究高原低氧适应的分子机制,可提高高原人群生活质量和有针对性地对前往高原地区的人员进行低氧相关疾病的防治。同时,这项研究也为心血管疾病、脑瘤等疾病的防治提供重要数据,这些疾病同样和低氧代谢有关。曾长青还认为,基因证据可非常有效地提示不同人群之间的同源关系和高原低氧对于基因的选择,这也是研究中华各民族形成演化的有意义资料,与文字、文化、考古、历史等社会人文材料相结合可发挥出更大作用。