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单基因突变令人类擅于长跑

2018-09-13 15:26来源:新华网

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  新华社华盛顿9月12日电(记者周舟)美国研究人员最新发现,200万到300万年前,单个基因突变使我们祖先的身体机能与运动能力发生了改变,成为动物界中最好的长跑“健将”之一,并引发一系列变化导致现代人类的诞生。

  研究认为,当一种名为CMAH的基因发生变异时,人类祖先从树栖转变为主要生活在非洲干旱草原上。当时他们已开始直立行走,骨骼发生显著变化,获得富有弹性的长腿、大脚以及强有力的臀肌。他们还拥有了更多汗腺,可以比其他大型哺乳动物更有效地散热。

  研究显示,这些变化让人类祖先更适合长距离奔跑,在其他食肉动物休息的炎热天气中追捕猎物,从而开始食用红肉。

  研究人员敲除实验小鼠体内的CMAH基因,结果显示小鼠的奔跑能力、抗疲劳能力和后肢肌肉均得到增强,它们拥有了更多毛细血管,从而增加了血液和氧气供应。

  论文共同作者、美国加利福尼亚大学圣迭戈分校医学院的阿吉特·瓦尔基说,该基因的缺失提高了骨骼肌利用氧气的能力,为早期人类从居住的树上下来成为地面狩猎采集者提供了可能。

  研究进一步发现,CMAH基因可能是应对古老病原体带来的进化压力时发生突变的,这让能人、直立人、智人和现代人改变了利用唾液酸的方式,不仅提高了长跑能力,而且增强了早期原始人类的先天免疫力。

  研究人员同时指出,唾液酸也可能是癌症风险的生物标志物。某些唾液酸与导致2型糖尿病有关,并增加因食用红肉导致的癌症风险。“这是一把双刃剑,”瓦尔基说,“单一基因丢失,导致一个小分子发生变化,却深刻地改变了人类生理特征。”

  相关论文刊登于新一期英国《皇家学会学报B》上。

[责编:赵清建]

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