人類祖先單一基因突變,導致現代人類長跑耐力比其他動物強

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 14 日 8:48 | 分類 生物科技 follow us in feedly

約 200~300 萬年前,人類祖先因某種古老疾病導致 CMAH 基因功能喪失,自此成為現代人類身體構造的轉捩點。這種基因突變提高了人類罹患癌症和第二型糖尿病的風險,但也因此讓人類成為哺乳動物中一流的長跑耐力選手。



這項研究結論是基於加利福尼亞大學聖地牙哥分校(UCSD)團隊進行的小鼠實驗,雖然研究人員無法肯定該結果一定與人類有關,但他們相信,CMAH 基因功能喪失鐵定為人類祖先帶來了生存上的優勢。

世界級耐力運動員克里斯多福·伯格蘭(Christopher Bergland)在《Psychology Today》文章指出,人類是所有哺乳動物中少數能維持超長距離的高耐力跑者,只有馬、狗和鬣狗可以超越人類。為什麼人類有這種能力?過去已經有化石證據表明,「邁步奔跑」是人類的關鍵演化能力,起源於約 200 萬年前,有助於人體形態演變。

而加利福尼亞大學聖地牙哥分校團隊的新研究進一步表明,體內一種名為 CMAH(CMP-Neu5Ac hydroxylase)的特定基因功能損失,是人類祖先身體出現巨大變化的關鍵:這導致他們開始發展出更大的腳、更強壯的臀肌、更有彈性的腿、更有效散熱的汗腺,最終促使身體變得更有耐力、肌肉也更不容易疲勞。

也就是這種突變,可說是 200~300 萬年前,人類祖先從森林遷徙至非洲大草原的「神助攻」,幫助他們成為一流獵人:雖然沒有獅子那麼強壯、也沒有獵豹的瞬間爆發力,但當其他獵食性哺乳動物因疲憊而停下腳步、或是無法在炎熱天氣下行動自如時,人類祖先還在孜孜不倦追捕獵物,因為他們最擅長的就是持久戰。

不過 CMAH 基因突變同時是把雙面刃。正常的 CMAH 基因有助於在動物體細胞表面形成稱為唾液酸(sialic acid)的分子家族,有研究表明其支持大腦發育;而 CMAH 基因突變會致使其中一種唾液酸分子「N-羥基乙醯神經胺酸(N-Glycolylneuraminic acid,簡稱 Neu5Gc)」損失,並導致前驅物 N-acetylneuraminic acid(簡稱 Neu5Ac)堆積,有些唾液酸可能是增加罹患癌症、第二型糖尿病的風險物。

研究第一作者為加利福尼亞大學聖地牙哥分校博士後研究員 Jon Okerblom,新論文發表在《英國皇家學會報告 B 系列》。

(首圖來源:pixabay