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【科學講堂】祖先優良基因 後人得物無用

2019-04-17
■現代的穀物處理過程,常常會減少穀物中的維他命B1含量。 網上圖片■現代的穀物處理過程,常常會減少穀物中的維他命B1含量。 網上圖片

上一次跟大家討論過,在地球的歷史裡,我們這個人種(學術名稱為智人Homo sapiens)並不是唯一出現過的人類種族。其他的人種甚至曾經和智人並存、交往、繁殖過,因此,現今的我們也有一點點這些其他人種的基因:比如說歐洲人跟亞洲人,就有百分之1.5至3的基因是來自尼安德特人(Neanderthal)。這百分之1.5至3的基因,聽起來好像微不足道;然而,在現今的基因分析之下,我們知道這些其他人種的基因,原來也在影響着現今的人類。今次就和各位分享一些來自古代人種的遺傳後果。

幫助凝血 易致中風

在討論古代人種對我們的遺傳影響之前,大家可能會在想:我們是如何得知這些影響的呢?這也得歸功於近年人們常常討論的大數據分析:一些國家早已建立數據庫,收集自願參加者的基因排序、身體特徵、醫療記錄,例如eMERGE系統就在2007年成立,收集9個美國城市的病人記錄,而英國的數據庫UK Biobank亦已收集了50萬志願者的病歷及基因數據。利用這些龐大的數據,研究人員可以察看不同身體徵狀、患病記錄跟不同基因的關係。縱然不一定能夠找出哪些基因是何種疾病的成因,但至少可以知道疾病與基因之間的關聯。

華盛頓大學(西雅圖分校)的遺傳學家Joshua Akey(現已改到普林斯頓大學)及范德比大學(Vanderbilt University)的Tony Capra就是這樣的學者。他們審視了近三萬名歐洲血統成年人的基因,繼而找出了十多條來自尼安德特人、又會提高我們疾病風險的基因。例如他們發現了一組來自尼安德特人的基因與血液凝結有關,這種基因對需要在較惡劣的野外環境中生存的尼安德特人來說,應該十分有用:尼安德特人在野外狩獵的時候,可能會意外受傷;這種加速血液凝結的基因,可以幫助他們加快痊癒,避免出血過多。

同樣的血液凝結能力,也可以提高生產後婦女的存活率。不過到了醫療發達、大部分人都不再狩獵的現代,血液能夠更快凝固的優勢,可能不會太明顯;這種較為黏滯、容易形成血塊的血液,反而會令現代人更易中風。反過來說,古代的尼安德特人壽命較現代人短,應該不用太擔心中風的危機,自然未必會「感受」到這樣的基因的壞處。

更改餐單 營養失衡

我們從尼安德特人身上也遺傳了調節維他命B1的基因。維他命B1在腸臟細胞碳水化合物的代謝合成過程中起着重要的作用,是維持我們身體健康的重要一環。

不過,尼安德特人的飲食以肉類及果仁為主,含有大量的維他命B1;現代的食物處理過程,卻常常減少食物中的維他命B1含量(比如去除穀物含有營養的外皮)。

正因如此,這種應該是配合了尼安德特人飲食習慣的基因,可能就會不太適合現代人的飲食,令部分人營養失衡。

馬克斯.普朗克進化人類學研究所(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)的凱爾索(Janet Kelso)和她的研究夥伴,也發現了3條可以加強我們免疫系統的尼安德特人基因;這些基因幫助我們對抗細菌、寄生蟲等入侵。不過凱爾索同時發現,這些基因也與人體的過敏反應有強烈的關聯,看來真的是「有利必有弊」。

小結

尼安德特人對現代人的遺傳影響,不僅示範了現代基因分析技術的高超,同時也展示了生命演化及環境有趣的相互影響:在某些狀況下有益的遺傳特徵,不一定在其他地方也能派上用場。就因為這樣,生命的演化變得多姿多彩,引人入勝。

■張文彥博士 香港大學理學院講師

短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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