健康2024 年 10 月 22 日
经过米歇尔·斯塔尔
(马泰奥·科伦坡/斯通/盖蒂图片社)
人类还没有完成烹饪。我们不断进化和适应周围的世界,我们的适应记录写在我们的身体里。
我们知道有些环境可能会让我们感到不适。登山者经常会患上高原反应,这是身体对气压大幅下降的反应,这意味着每次呼吸吸入的氧气较少。
然而,在青藏高原的高海拔地区,人们呼吸的空气中的氧气含量明显低于低海拔地区,人类社区却蓬勃发展。
在该地区有人定居的一万多年里,居住在那里的人们的身体发生了变化,使居民能够充分利用大气,而对于大多数人来说,这会导致血细胞无法将足够的氧气输送到身体。身体组织,这种情况称为缺氧。
美国凯斯西储大学的人类学家辛西娅·比尔 (Cynthia Beall) 告诉《ScienceAlert》:“对高海拔缺氧的适应是令人着迷的,因为这种压力是严重的,在给定的海拔高度,每个人都会同样经历这种压力,而且是可以量化的。”
“这是一个很好的例子,说明了我们的物种如何以及为何具有如此多的生物变异。”
多年来,比尔一直在研究人类对缺氧生活条件的反应。在新的研究中,她和她的团队揭示了西藏社区的一些具体适应:帮助血液输送氧气的特征。
为了解开这一发现,研究人员深入研究了我们所说的进化适应性的标志之一:繁殖成功。生下活婴的女性是将她们的特质遗传给下一代的女性。
在特定环境中使个人取得最大成功的特质最有可能出现在能够承受怀孕和分娩压力的女性身上。
尼泊尔的 Lo Manthang,部分数据是在那里收集的。 (詹姆斯·J·余)
这些女性更有可能生育更多的婴儿;这些婴儿从母亲那里继承了生存特征,也更有可能存活到成年,并将这些特征传递给下一代。
这就是自然选择的作用,但可能有点奇怪和违反直觉。例如,在疟疾流行的地方,镰状细胞性贫血的发病率很高,因为它涉及一种预防疟疾的基因。
Beall 和她的团队对 417 名年龄在 46 岁至 86 岁之间的女性进行了研究,她们一生都生活在尼泊尔海拔约 3,500 米(11,480 英尺)以上的地区。研究人员记录了每名妇女的活产数量(从 0 到 14 名,平均为 5.2 名),以及健康和身体信息和测量结果。
他们测量的内容包括血红蛋白的水平,血红蛋白是红细胞中负责向组织输送氧气的蛋白质。他们还测量了血红蛋白携带的氧气量。有趣的是,活产率最高的女性的血红蛋白水平既不高也不低,而是测试组的平均水平。
但血红蛋白的氧饱和度很高。总而言之,这些结果表明,这些适应能够最大限度地向细胞和组织输送氧气,而不会使血液变稠——这一结果会给心脏带来更大的压力,因为它难以泵出更难以流动的更高粘度的液体。
血红蛋白浓度和氧饱和度的无创测量。 (西耶娜·R·克雷格)
“以前我们知道血红蛋白较低是有益的,现在我们知道中间值具有最高的益处。我们知道血红蛋白的氧饱和度较高是有益的,现在我们知道饱和度越高越有益。活产数量量化收益,”比尔说。
“出乎意料的是,如果女性具有其他氧运输特征的有利值,则她们可以在某些氧运输特征的值较低的情况下生出许多活产。”
生育成功率最高的女性的肺部血液流动率也很高,她们的心脏比平均水平的左心室更宽,左心室负责将含氧血液泵入体内。总而言之,这些特性提高了氧气运输和输送的速度,使人体能够充分利用呼吸空气中的低氧。
值得注意的是,文化因素也会发挥作用。研究人员发现,年轻时就开始生育且婚姻长久的女性似乎有更长的怀孕可能性,这也增加了活产数量。
然而,即使考虑到这一点,身体特征也发挥了作用。生理结构与无压力、低海拔环境中的女性最相似的尼泊尔女性往往具有最高的生殖成功率。
“这是一个持续的自然选择的例子,”比尔说。 “了解这些种群如何适应可以让我们更好地掌握人类进化的过程。”
该研究已发表在《美国国家科学院院刊》上。