單個基因在人類跑步進化中的作用

人類和黑猩猩之間已知最古老的遺傳差異之一可能幫助古代原始人,以及現在的現代人類,在長距離上取得成功。 為了了解這種突變是如何起作用的,科學家們檢查了經過基因改造以攜帶這種突變的老鼠的肌肉。 在具有突變的囓齒動物中,工作肌肉的氧氣水平增加,增加了耐力並減少了整體肌肉疲勞。 研究人員認為,這種突變在人類身上也有類似的作用。 

許多生理適應幫助人類在長跑中變得更強壯:長腿的進化、出汗的能力和皮毛的脫落都有助於提高耐力。 研究人員相信他們已經“找到了人類這些不尋常變化的第一個分子基礎,”醫學研究員和研究主要作者 Ajit Warki 說。

CMP-Neu5 Ac 羥化酶(簡稱 CMAH)基因在大約兩三百萬年前在我們的祖先身上發生了突變,當時原始人類開始離開森林在廣闊的熱帶草原上覓食和狩獵。 這是我們所知道的關於現代人類和黑猩猩的最早的遺傳差異之一。 在過去的 20 年裡,Varki 和他的研究團隊已經確定了許多與跑步相關的基因。 但CMAH是第一個指示衍生功能和新能力的基因。

然而,並非所有研究人員都相信基因在人類進化中的作用。 在加州大學河濱分校專門研究進化生理學的生物學家 Ted Garland 警告說,現階段這種聯繫仍然“純粹是推測性的”。

“我對人體方面非常懷疑,但我毫不懷疑它對肌肉有好處,”加蘭說。

這位生物學家認為,僅僅看這個突變發生的時間序列,並不足以說明這個特定的基因在跑步的進化過程中發揮了重要作用。 

CMAH 突變通過改變構成人體的細胞表面起作用。

“身體中的每個細胞都完全覆蓋在巨大的糖森林中,”瓦爾基說。

CMAH 通過編碼唾液酸影響這個表面。 由於這種突變,人類細胞的糖森林中只有一種唾液酸。 許多其他哺乳動物,包括黑猩猩,都有兩種酸。 這項研究表明,細胞表面酸的這種變化會影響氧氣輸送到體內肌肉細胞的方式。

Garland 認為我們不能假設這種特殊的突變對於人類進化為長跑運動員是必不可少的。 在他看來,即使沒有發生這種突變,也發生了其他一些突變。 為了證明 CMAH 與人類進化之間的聯繫,研究人員需要研究其他動物的耐寒性。 了解我們的身體如何與運動相關聯,不僅可以幫助我們回答有關我們過去的問題,還可以找到改善未來健康的新方法。 許多疾病,如糖尿病和心髒病,都可以通過運動來預防。

為了讓您的心臟和血管保持正常工作,美國心臟協會建議每天進行 30 分鐘的適度活動。 但是,如果您受到啟發並想測試自己的身體極限,請知道生物學就在您身邊。 

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