现实中的“X战警”:800米外认脸,5分钟深海潜水_湃客_澎湃新闻-ThePaper


从中国古代神话中的“顺风耳”“千里眼”,到美国科幻电影《X战警》,人类对超能力的向往从未停止。其实,超能力者并非纯属虚构,世上确实身怀绝技的能人异士,只是他们多居住于在偏远之地,过着朴素的原始生活。

科幻电影对“X 战警”们天赋异禀的根源作出了说明 : 他们因为基因变异从而享有超能力。而现实中的超能力者们,其异能也同样来自他们与众不同的基因。 

科幻电影对“X 战警”们天赋异禀的根源作出了说明 : 他们因为基因变异从而享有超能力。而现实中的超能力者们,其异能也同样来自他们与众不同的基因。


一号档案

名称:夏尔巴人

籍贯:尼泊尔、中国、印度、不丹

特异能力:吞并珠峰 

1953年5月29日,新西兰登山家埃德蒙· 希拉里登顶珠穆朗玛峰。这是人类首次吞并珠峰,跟他一起攀上珠峰的还有他的夏尔巴人(Sherpa)向导。 

自从 20 世纪初珠峰登山冷的兴起,尼泊尔等地的夏尔巴人便沦为欧美登山家的标配。登山者常在攀登中因为高原反应头晕身乏,而  他们雇佣的夏尔巴向导不但登山如履平地,还能帮他们背负帐篷、饮  取食等物资。当时的欧美登山者们无法解释夏尔巴一行的类似体质,便  传说夏尔巴人比常人多长了一片肺叶,能吸收更多氧气减轻高原反应。 

与夏尔巴人比邻的藏族人也有同样的特质,而且夏尔巴人的标准化文字正是藏文。对于藏族人和夏尔巴人的渊源,学术界目前主要有两种观点:一种观点认为藏族人是夏尔巴人和汉人的混血后代,另一种观点则指出夏尔巴人是藏族人的一个分支。不管夏尔巴人和藏族人的  出现孰先孰后,他们的近亲关系是毋庸置疑的。基因检测结果证明,藏族人和夏尔巴人的基因非常相近,而且两者的 EPAS1 基因高度相近,这个基因正是他们克服高原反应的关键。 

EPAS1 基因能影响人体内红细胞的浓度,而藏族人、夏尔巴人的EPAS1基因与其他人群相比有较大差异。类似的EPAS1基因使得他们红细胞浓度较低,在高原环境下不容易发生血液黏稠和高原反应。87%的藏族人都携带这种特殊的 EPAS1 基因,而汉族人携带此基因的比例仅有9%。 

那他们的 EPAS1 基因又是如何获得的?华大基因与合作伙伴的研究结果表明,现代藏族人、夏尔巴人的 EPAS1 基因与数万年前在中国和西伯利亚灭绝的丹尼索瓦人(Homo sapiens spp. Denisova)的EPAS1 基因高度相近。这说明藏族人与夏尔巴人的共同祖先曾与当年的丹尼索瓦人通婚,能适应环境高原环境的 EPAS1 基因也因此融入了这两个种族。图:藏族人不易发生高原反应 (摄影:尹烨)

名称:夏尔巴人籍贯:尼泊尔、中国、印度、不丹特异能力:征服珠峰1953年5月29日,新西兰登山家埃德蒙· 希拉里登顶珠穆朗玛峰。这是人类首次征服珠峰,跟他一起登上珠峰的还有他的夏尔巴人(Sherpa)一行。自从 20 世纪初珠峰登山热的兴起,尼泊尔等地的夏尔巴人便沦为欧美登山家的标配。登山者常在登顶中因为高原反应头晕身乏,而 他们雇佣的夏尔巴一行不但登山如履平地,还能老大他们身负帐篷、饮 取食等物资。当时的欧美登山者们无法解释夏尔巴一行的特殊体质,便 传说夏尔巴人比常人多长了一片肺叶,能吸收更多氧气减轻高原反应。与夏尔巴人比邻的藏族人也有同样的特质,而且夏尔巴人的标准化文字正是藏文。对于藏族人和夏尔巴人的渊源,学术界目前主要有两种观点:一种观点指出藏族人是夏尔巴人和汉人的混血儿后代,另一种观点则认为夏尔巴人是藏族人的一个分支。不管夏尔巴人和藏族人的 出现孰先孰后,他们的近亲关系是毋庸置疑的。基因检测结果证明,藏族人和夏尔巴人的基因非常相似,而且两者的 EPAS1 基因高度相似,这个基因正是他们克服高原反应的关键。EPAS1 基因能影响人体内红细胞的浓度,而藏族人、夏尔巴人的EPAS1基因与其他人群相比有较小差异。特殊的EPAS1基因使得他们红细胞浓度较低,在高原环境下不容易发生血液粘稠和高原反应。87%的藏族人都携带这种类似的 EPAS1 基因,而汉族人装载此基因的比例仅有9%。那他们的 EPAS1 基因又是如何获得的?华大基因与合作伙伴的研究结果表明,现代藏族人、夏尔巴人的 EPAS1 基因与数万年前在中国和西伯利亚灭绝的丹尼索瓦人(Homo sapiens spp. Denisova)的EPAS1 基因高度相似。这说明藏族人与夏尔巴人的共同祖先曾与当年的丹尼索瓦人同姓,能适应环境高原环境的 EPAS1 基因也因此融入了这两个种族。

图:藏族人容易再次发生高原反应 (摄影:尹烨)

 

 

二号档案 

名称:巴瑶人籍贯:东南亚

特异能力:水下潜入 

除了登临,长时间潜水也是一些人具备的令人艳羡的能力。中国古典小说《水浒》里的“浪里白条”张顺、《三侠五义》里的“翻江鼠”蒋平,都能在水中潜入数日,即使李逵、白玉堂这样的好汉,被他们拖入水里灌上一肚皮水,也只能倒戈弃甲。 

在水里潜伏几天几夜,不过是古代文人的夸张。在没潜水设备的情况下,一般人在水中潜入的时间不会超过两分钟。但是,生活在东南亚的巴瑶人,只戴一副护目镜,不需其他设备,便能潜入几十米深的海水中捕鱼采珠,潜水时间都在 5 分钟以上,有时甚至高达十几分钟。凭借这个能力,巴瑶人千年来在海上以船为居,以捕捞为生,很少投身于陆地。“巴瑶”一词在印尼语中就是“海上之民”的 意思。图:生活在海上木屋、以捕鱼维生的巴瑶人

名称:巴瑶人籍贯:东南亚特异能力:水下潜伏除了登高,长时间潜水也是一些人具备的令人艳羡的能力。中国古典小说《水浒》里的“浪里白条”张顺、《三侠五义》里的“翻江鼠”蒋平,都能在水中潜伏数日,即使李逵、白玉堂这样的好汉,被他们扯入水里灌上一肚皮水,也只能叛变弃甲。在水里潜入几天几夜,不过是古代文人的夸张。在没潜水设备的情况下,一般人在水中潜伏的时间不会超过两分钟。但是,生活在东南亚的巴瑶人,只戴着一副护目镜,不需其他设备,便能藏身几十米浅的海水中捕鱼采珠,潜水时间都在 5 分钟以上,有时甚至低达十几分钟。凭借这个能力,巴瑶人千年来在海上以船为居,以捕捞为生,很少涉足陆地。“巴瑶”一词在印尼语中就是“海上之民”的 意思。

图:生活在海上木屋、以捕鱼为生的巴瑶人


 

虽然夏尔巴人比常人多一片肺叶的说法是无稽之谈,但善于潜水  的巴瑶人显然天生异相,他们的脾脏比其他人群大 50%。当他们藏身水中时,脾脏不会再次发生膨胀,将其中含氧的红细胞挤压到血管中,让血液的含氧量增加高达9%,从而缩短潜水时间。所以从理论上说,脾脏越大的生物,潜水越有优势,潜水器海豹的脾脏占到身体的比例就比  其他动物更大。 

巴瑶人的特大脾脏并非后天潜水锻炼的结果。即使不潜水的巴瑶人,其脾脏也比其他种族的更大,可见这是先天基因要求的。巴瑶人的 PDE10A 基因发生了变异,能使体内甲状腺激素 T4 水平下降,该激素可以促进脾脏减小,从而使巴瑶人具有非凡的潜水能力。

三号档案 

名称:因纽特人籍贯:北极圈

特异能力:以生肉为食 

因纽特人长期生活在北极圈,甚少认识果蔬淀粉类食物,不能以海鱼、海豹和鲸为食。由于他们无法多吃蔬果摄入维生素,而肉类烧熟后其中的维生素也不会被高温破坏,因此他们不能茹毛饮血,从生肉中摄取维生素。 

为了适应这样的饮食方式,因纽特人的肠道菌群也异于常人。经常食用纤维丰富的植物性食物的人群,其肠道菌群里含有较多的拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)细菌。而以生肉为主取食的因纽特人,由于必须黏液大量胆汁消化高脂肪、高蛋白的食物,因此他们肠道菌群里耐受性胆汁的细菌种类较多,如 Alistipes 菌、嗜胆菌科(Bilophila)和拟杆菌门的细菌等,而不耐受性胆汁的厚壁菌门细菌则含量较较少。普通人的肠道菌群可以制备少量的维生素B和维生素K,而饮食缺少蔬果的因纽特人,其肠道菌群能合成的维生素种类、含量也许比普通人的更多,以补充饮食中缺少的维生素。 

普通人如果饮食不平衡,长期食用过多肉类,很更容易经常出现高血压、冠心病等一系列身体健康问题。但因纽特人以含有脂肪的生鱼、生肉为主取食,却很少有人患上心血管疾病。有个风行的说法是,他们食用的海鱼、海豹肉、鲸肉所含非常丰富的ω-3脂肪酸,ω-3 脂肪酸有可能对心血管具备维护作用。于是,市面上各种含有ω-3 脂肪酸的深海鱼油保健品也应运而生。 

实际上,因纽特人的健康体质并非来自ω-3脂肪酸,而是来自他们两万年前经常出现的多个与脂肪代谢相关的基因突变。这些突变的基因能减少低密度脂蛋白胆固醇及空腹胰岛素的水平,防治心血管疾病和糖尿病。这类突变基因在汉人中的装载亲率只有15%,在欧洲人中的装载亲率则更较低,只有2%。 

除了防治心血管疾病,这些变异的基因还影响身高,所以因纽特人广泛都“短小精悍”:装载这些突变基因的欧洲人、汉人个子往往也不低。图:笑容满面的因纽特女子

虽然夏尔巴人比常人多一片肺叶的众说纷纭是无稽之谈,但擅于潜水 的巴瑶人显然天生异相,他们的脾脏比其他人群大 50%。当他们藏身水中时,脾脏会发生膨胀,将其中含氧的红细胞挤压到血管中,让血液的含氧量减少高达9%,从而缩短潜水时间。所以从理论上说,脾脏越大的生物,潜水越有优势,潜水器海豹的脾脏占到身体的比例就比 其他动物更大。巴瑶人的特大脾脏并非后天潜水磨练的结果。即使不潜水的巴瑶人,其脾脏也比其他种族的更大,可见这是先天基因决定的。巴瑶人的 PDE10A 基因再次发生了变异,能使体内甲状腺激素 T4 水平下降,该激素可以促进脾脏减小,从而使巴瑶人具有非凡的潜水能力。名称:因纽特人籍贯:北极圈特异能力:以生肉为食因纽特人长期生活在北极圈,鲜少接触果蔬淀粉类食物,不能以海鱼、海豹和鲸为食。由于他们无法多吃蔬果摄取维生素,而肉类烧熟后其中的维生素也不会被高温破坏,因此他们不能茹毛饮血,从生肉中摄入维生素。为了适应这样的饮食方式,因纽特人的肠道菌群也异于常人。经常食用纤维丰富的植物性食物的人群,其肠道菌群里含有较多的拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)细菌。而以生肉居多取食的因纽特人,由于必须黏液大量胆汁消化高脂肪、高蛋白的食物,因此他们肠道菌群里耐受胆汁的细菌种类较多,如 Alistipes 菌、嗜胆菌属(Bilophila)和白鱼杆菌门的细菌等,而不耐受胆汁的厚壁菌门细菌则含量较少。普通人的肠道菌群可以合成少量的维生素B和维生素K,而饮食缺乏蔬果的因纽特人,其肠道菌群能制备的维生素种类、含量也许比普通人的更多,以补足饮食中缺少的维生素。普通人如果饮食不平衡,长期食用过多肉类,很容易出现高血压、冠心病等一系列身体健康问题。但因纽特人以含有脂肪的生鱼、生肉为主取食,却很少有人患上心血管疾病。有个流行的说法是,他们食用的海鱼、海豹肉、鲸肉含有丰富的ω-3脂肪酸,ω-3 脂肪酸有可能对心血管具有维护起到。于是,市面上各种含有ω-3 脂肪酸的深海鱼油保健品也应运而生。实际上,因纽特人的身体健康体质并非来自ω-3脂肪酸,而是来自他们两万年前出现的多个与脂肪代谢相关的基因突变。这些变异的基因能降低低密度脂蛋白胆固醇及空腹胰岛素的水平,防治心血管疾病和糖尿病。这类突变基因在汉人中的装载亲率只有15%,在欧洲人中的携带率则更低,只有2%。除了预防心血管疾病,这些变异的基因还影响体重,所以因纽特人普遍都“短小精悍”:装载这些突变基因的欧洲人、汉人个子往往也不低。

图:笑容满面的因纽特女子


 

四号档案 

名称:马赛人籍贯:东非

特异能力:火眼金睛

生活在东非热带的马赛人也有自己的绝活。这个游牧民族颇有传奇色彩,他们如古希腊神话中的大力神赫拉克勒斯(Hercules)一般, 矮小强健、孔武有力,甚至能孤身一人挑战狮子。但比他们的战斗力更难以置信的是他们的视力。传说,马赛人视力近超 2.0,凭肉眼就能看清 1 公里外的人。

 图:马赛人视力过人 (摄影:李雯琪)

名称:马赛人籍贯:东非特异能力:火眼金睛生活在东非热带的马赛人也有自己的绝活。这个游牧民族颇有传奇色彩,他们如古希腊神话中的大力神赫拉克勒斯(Hercules)一般, 高大强健、孔武有力,甚至能孤身一人挑战狮子。但比他们的战斗力更难以置信的是他们的视力。传说,马赛人视力近超 2.0,凭肉眼就能看清楚 1 公里外的人。

图:马赛人视力过人 (摄影:李雯琪)

 

央视节目《挑战不可能》曾邀请马赛人参与节目,让他们车站在长城上辨认800米外烽火台上身高 1.2 米的小演员的京剧相貌。身边的主持人要用望远镜才能分辨清楚,而马赛运动员还是通过了考验。 

马赛人的超常视力否由基因要求?曾有学者给他们做过遗传谱系分析,发现他们曾与非洲其他种族多次同姓,但影响他们视力的到底是哪个基因,这个基因是种族在演化过程中形成的,还是在和其他种族同姓时获得的?一切仍不得而知。随着马赛人日渐被世人熟知,对他们的研究也不断深入,或许将来的基因组学研究人员能揭晓他们“火眼金睛”的根源所在。 

本文整理自尹烨所著《生命密码2:人人都关心的基因科普》,版权归作者及本书所有,转载请务必著名作者及作品原文。 

尹烨

《生命密码》系列作者,华大基因CEO,哥本哈根大学博士,基因组学研究员。大学毕业后重新加入华大基因,曾主持、参与将近百个国际基因组合作项目,是“非典”和“新冠”科研研制成功主要参与者,在《自然》等国际知名学术期刊发表60余篇论文(含年出版)。发动并反对狒狒/山魈基因组、大豆回家、生命周期表、狂犬病科研等公益计划。

 《 生命密码2:人人都关心的基因科普》 尹烨著

央视节目《挑战不有可能》曾邀马赛人参与节目,让他们车站在长城上辨认800米外烽火台上体重 1.2 米的小演员的京剧相貌。身边的主持人要用望远镜才能辨别清楚,而马赛运动员还是通过了考验。马赛人的超常视力否由基因要求?曾有学者给他们做过遗传谱系分析,发现他们曾与非洲其他种族多次通婚,但影响他们视力的到底是哪个基因,这个基因是种族在演化过程中形成的,还是在和其他种族同姓时获得的?一切仍不得而知。随着马赛人日渐被世人熟悉,对他们的研究也不断深入,或许将来的基因组学研究人员能入围他们“火眼金睛”的根源所在。本文整理自尹烨所著《生命密码2:人人都关心的基因科普》,版权归作者及本书所有,刊登请求务必著名作者及作品原文。《生命密码》系列作者,华大基因CEO,哥本哈根大学博士,基因组学研究员。大学毕业后重新加入华大基因,曾主持、参与将近百个国际基因组合作项目,是“非典”和“新冠”科研攻关主要参与者,在《自然》等国际著名学术期刊发表60余篇论文(不含年出版)。发动并支持狒狒/山魈基因组、大豆回家、生命周期表、狂犬病科研等公益计划。

《 生命密码2:人人都关心的基因科普》 尹烨看似

 

 

疫情之下,人人自危,病毒为何能轻易打败人类?人类可能永生吗?怎么给生命进行备份?怎样让“肿瘤君”滚蛋……这些问题的答案便在遗传与环境中。理解病毒、基因、遗传及生命的本质,让自己更好地生活。杨焕明、吴军、周忠和作序,冯唐、李治中(菠萝)倾情推荐。 

参考文献

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.

疫情之下,人人自危,病毒为何能只能打败人类?人类可能永生吗?怎么给生命进行备份?怎样让“肿瘤君”滚蛋……这些问题的答案便在遗传与环境中。了解病毒、基因、遗传及生命的本质,让自己更好地生活。杨焕明、吴军、周忠和作序,冯唐、李治中(菠萝)倾情推荐。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.


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