薦書 | 800米外認臉,5分鐘深海潛水……現實中的「X 戰警」,能量超乎你的想像

菠蘿因子 發佈 2020-07-17T08:44:59+00:00

科幻電影對「X 戰警」們天賦異稟的根源做出了解釋 : 他們因為基因變異從而擁有超能力。自從 20 世紀初珠峰登山熱的興起,尼泊爾等地的夏爾巴人便成為歐美登山家的標配。

菠蘿說

生命科學與人類自身密切相關,而大眾認知的誤區又很多,這有時會帶來嚴重的後果。每個人都應該多了解人類的過去和現在。

今天給大家推薦一本很有意思的科普書,以當今社會現狀和科技熱點為切入點,解讀生命科學與人類文明發展的歷程,展示了科學的趣味和力量。我很推崇這種淺顯而不失專業的大眾科普方式。寫老百姓能看懂的科普著作,是當下社會非常需要的。

文末有驚喜~

文 | 尹燁

從中國古代神話中的「順風耳」「千里眼」,到美國科幻電影《X戰警》,人類對超能力的嚮往從未停止。其實,超能力者並非純屬虛構,世上確有身懷絕技的能人異士,只是他們多居住在偏遠之地,過著樸素的原始生活。

科幻電影對「X 戰警」們天賦異稟的根源做出了解釋 : 他們因為基因變異從而擁有超能力。而現實中的超能力者們,其異能也同樣來自他們與眾不同的基因。

一號檔案

名稱:夏爾巴人

籍貫:尼泊爾、中國、印度、不丹

特異能力:征服珠峰

1953年5月29日,紐西蘭登山家埃德蒙· 希拉蕊登頂珠穆朗瑪峰。這是人類首次征服珠峰,跟他一起登上珠峰的還有他的夏爾巴人(Sherpa)嚮導。

圖:藏族人不易發生高原反應 (攝影:尹燁)

自從 20 世紀初珠峰登山熱的興起,尼泊爾等地的夏爾巴人便成為歐美登山家的標配。登山者常在攀登中因為高原反應頭暈身乏,而他們雇用的夏爾巴嚮導不但登山如履平地,還能幫他們背負帳篷、飲食等物資。當時的歐美登山者們無法解釋夏爾巴嚮導的特殊體質,便傳說夏爾巴人比常人多長了一片肺葉,能吸收更多氧氣緩解高原反應。

與夏爾巴人比鄰的藏族人也有同樣的特質,而且夏爾巴人的通用文字正是藏文。對於藏族人和夏爾巴人的淵源,學術界目前主要有兩種觀點:一種觀點認為藏族人是夏爾巴人和漢人的混血後代,另一種觀點則認為夏爾巴人是藏族人的一個分支。不管夏爾巴人和藏族人的出現孰先孰後,他們的近親關係是毋庸置疑的。基因檢測結果證明,藏族人和夏爾巴人的基因非常相似,而且兩者的 EPAS1 基因高度相似,這個基因正是他們克服高原反應的關鍵。

EPAS1 基因能影響人體內紅細胞的濃度,而藏族人、夏爾巴人的EPAS1基因與其他人群相比有較大差異。特殊的EPAS1基因使得他們紅細胞濃度較低,在高原環境下不容易發生血液黏稠和高原反應。87%的藏族人都攜帶這種特殊的 EPAS1 基因,而漢族人攜帶此基因的比例僅有9%。

那他們的 EPAS1 基因又是如何獲得的?華大基因與合作夥伴的研究結果表明,現代藏族人、夏爾巴人的 EPAS1 基因與數萬年前在中國和西伯利亞滅絕的丹尼索瓦人(Homo sapiens spp. Denisova)的EPAS1 基因高度相似。這說明藏族人與夏爾巴人的共同祖先曾與當年的丹尼索瓦人通婚,能適應高原環境的 EPAS1 基因也因此融入了這兩個種族。

二號檔案

名稱:巴瑤人籍貫:東南亞

特異能力:水下潛伏

除了登高,長時間潛水也是一些人具有的令人艷羨的能力。中國古典小說《水滸》里的「浪里白條」張順、《三俠五義》里的「翻江鼠」蔣平,都能在水中潛伏數日,即使李逵、白玉堂這樣的好漢,被他們拖進水裡灌上一肚皮水,也只能倒戈棄甲。

在水裡潛伏几天幾夜,不過是古代文人的誇張。在沒有潛水設備的情況下,一般人在水中潛伏的時間不會超過兩分鐘。但是,生活在東南亞的巴瑤人,只戴一副護目鏡,不需其他設備,便能潛入幾十米深的海水中捕魚採珠,潛水時間都在 5 分鐘以上,有時甚至高達十幾分鐘。憑藉這個能力,巴瑤人千年來在海上以船為居,以捕撈為生,很少涉足陸地。「巴瑤」一詞在印尼語中就是「海上之民」的 意思。

圖:生活在海上木屋、以捕魚為生的巴瑤人

雖然夏爾巴人比常人多一片肺葉的說法是無稽之談,但善於潛水的巴瑤人確實天生異相,他們的脾臟比其他人群大 50%。當他們潛入水中時,脾臟會發生收縮,將其中含氧的紅細胞擠壓到血管中,讓血液的含氧量增加高達9%,從而延長潛水時間。所以從理論上說,脾臟越大的生物,潛水越有優勢,深潛海豹的脾臟占身體的比例就比 其他動物更大。

巴瑤人的特大脾臟並非後天潛水鍛鍊的結果。即使不潛水的巴瑤人,其脾臟也比其他種族的更大,可見這是先天基因決定的。巴瑤人的 PDE10A 基因發生了變異,能使體內甲狀腺激素 T4 水平上升,該激素可以促進脾臟增大,從而使巴瑤人具有非凡的潛水能力。

三號檔案

名稱:因紐特人籍貫:北極圈

特異能力:以生肉為食

因紐特人長期生活在北極圈,鮮少接觸果蔬澱粉類食物,只能以海魚、海豹和鯨為食。由於他們無法多吃蔬果攝入維生素,而肉類燒熟後其中的維生素也會被高溫破壞,因此他們只能茹毛飲血,從生肉中攝取維生素。

為了適應這樣的飲食方式,因紐特人的腸道菌群也異於常人。經常食用纖維豐富的植物性食物的人群,其腸道菌群里含有較多的擬桿菌門(Bacteroidetes)和厚壁菌門(Firmicutes)細菌。而以生肉為主食的因紐特人,由於需要分泌大量膽汁消化高脂肪、高蛋白的食物,因此他們腸道菌群里耐受膽汁的細菌種類較多,如 Alistipes 菌、嗜膽菌屬(Bilophila)和擬桿菌門的細菌等,而不耐受膽汁的厚壁菌門細菌則含量較少。普通人的腸道菌群可以合成少量的維生素B和維生素K,而飲食缺少蔬果的因紐特人,其腸道菌群能合成的維生素種類、含量也許比普通人的更多,以補充飲食中缺乏的維生素。

普通人如果飲食不均衡,長期食用過多肉類,很容易出現高血壓、冠心病等一系列健康問題。但因紐特人以富含脂肪的生魚、生肉為主食,卻很少有人患上心血管疾病。有個流行的說法是,他們食用的海魚、海豹肉、鯨肉含有豐富的ω-3脂肪酸,ω-3 脂肪酸可能對心血管具有保護作用。於是,市面上各種含有ω-3 脂肪酸的深海魚油保健品也應運而生。

實際上,因紐特人的健康體質並非來自ω-3脂肪酸,而是來自他們兩萬年前出現的多個與脂肪代謝相關的基因突變。這些突變的基因能降低低密度脂蛋白膽固醇及空腹胰島素的水平,預防心血管疾病和糖尿病。這類突變基因在漢人中的攜帶率只有15%,在歐洲人中的攜帶率則更低,只有2%。

除了預防心血管疾病,這些突變的基因還影響身高,所以因紐特人普遍都「短小精悍」:攜帶這些突變基因的歐洲人、漢人個子往往也不高。

圖:笑容滿面的因紐特女子

四號檔案

名稱:馬賽人籍貫:東非

特異能力:火眼金睛

生活在東非熱帶的馬賽人也有自己的絕活。這個遊牧民族頗有傳奇色彩,他們如古希臘神話中的大力神赫拉克勒斯(Hercules)一般, 高大強壯、孔武有力,甚至能孤身一人挑戰獅子。但比他們的戰鬥力更驚人的是他們的視力。傳說,馬賽人視力遠超 2.0,憑肉眼就能看清 1 公里外的人。

圖:馬賽人視力過人 (攝影:李雯琪)

央視節目《挑戰不可能》曾邀請馬賽人參加節目,讓他們站在長城上辨認800米外烽火台上身高 1.2 米的小演員的京劇扮相。身邊的主持人要用望遠鏡才能分辨清楚,而馬賽選手還是通過了考驗。

馬賽人的超常視力是否由基因決定?曾有學者給他們做過遺傳譜系分析,發現他們曾與非洲其他種族多次通婚,但影響他們視力的到底是哪個基因,這個基因是種族在演化過程中形成的,還是在和其他種族通婚時獲得的?一切仍不得而知。隨著馬賽人日漸被世人熟知,對他們的研究也不斷深入,或許將來的基因組學研究人員能揭曉他們「火眼金睛」的根源所在。

本文摘編自尹燁所著《生命密碼2:人人都關心的基因科普》,歡迎你在留言區分享你心目中最渴望得到的」超能力「,我們會選出有趣的評論,送出20本贈書,機會難得,不要錯過喲。

《 生命密碼2:人人都關心的基因科普》

尹燁著

作者簡介:

尹燁,《生命密碼》系列作者,華大基因CEO,哥本哈根大學博士,基因組學研究員。大學畢業後加入華大基因,曾主持、參與近百個國際基因組合作項目,是「非典」和「新冠」科研攻關主要參與者,在《自然》等國際知名學術期刊發表60餘篇論文(含合著)。發起並支持狒狒/山魈基因組、大豆回家、生命周期表、狂犬病科研等公益計劃。

圖書簡介:

疫情之下,人人自危,病毒為何能輕易擊敗人類?人類可能永生嗎?怎麼給生命進行備份?怎樣讓「腫瘤君」滾蛋……這些問題的答案便在遺傳與環境中。了解病毒、基因、遺傳及生命的本質,讓自己更好地生活。楊煥明、吳軍、周忠和作序,馮唐、李治中(菠蘿)傾情推薦。

參考文獻

1. Jeong C., Alkorta-Aranburu G., Basnyat B., et al. Admixture facilitates genetic adaptations to high altitude in Tibet[J]. Nat Commun. 2014, 5: 3281.

2. Bhandari S., Zhang X., Cui C., et al. Genetic evidence of a recent Tibetan ancestry to Sherpas in the Himalayan region[J]. Sci Rep. 2015 Nov 5, 5: 16249.

3. Bhandari S., Zhang X., Cui C., et al. Sherpas share genetic variations with Tibetans for high-altitude adaptation[J]. Mol Genet Genomic Med. 2016 Nov 23, 5(1): 76-84.

4. Yi X1, Liang Y., Huerta-Sanchez E., et al. Sequencing of 50 human exomes reveals adaptation to high altitude[J]. Science. 2010 Jul 2, 329 (5987): 75-8.

5. Huerta-Sánchez E., Jin X., Asan, et al. Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA[J]. Nature. 2014 Aug 14, 512 (7513): 194-7.

6. Ilardo M.A., Moltke I., Korneliussen T.S., et al. Physiological and Genetic Adaptations to Diving in Sea Nomads[J]. Cell. 2018 Apr 19, 173(3): 569-580.

7. Fumagalli M., Moltke I., Grarup N., et al. Greenlandic Inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation[J]. Science. 2015 Sep 18, 349 (6254): 1343-7.

8. Dubois G., Girard C., Lapointe F.J., et al. The Inuit gut microbiome is dynamic over time and shaped by traditional foods[J]. Microbiome. 2017 Nov 16, 5(1): 151.

9. Tishkoff S.A., Reed F.A., Friedlaender F.R., et al. The genetic structure and history of Africans and African Americans[J]. Science. 2009 May 22, 324 (5930): 1035-44.

關鍵字: