单个基因在人类跑步进化中的作用

人类和黑猩猩之间已知最古老的遗传差异之一可能帮助古代原始人以及现在的现代人类在长距离上取得成功。 为了了解这种突变是如何起作用的,科学家们检查了经过基因改造以携带这种突变的老鼠的肌肉。 在具有突变的啮齿动物中,工作肌肉的氧气水平增加,增加了耐力并减少了整体肌肉疲劳。 研究人员认为,这种突变在人类身上也有类似的作用。 

许多生理适应帮助人类在长跑中变得更强壮:长腿的进化、出汗的能力和皮毛的脱落都有助于提高耐力。 研究人员相信他们已经“找到了人类这些不寻常变化的第一个分子基础,”医学研究员和研究主要作者 Ajit Warki 说。

CMP-Neu5 Ac 羟化酶(简称 CMAH)基因在大约两三百万年前在我们的祖先身上发生了突变,当时原始人类开始离开森林在广阔的热带草原上觅食和狩猎。 这是我们所知道的关于现代人类和黑猩猩的最早的遗传差异之一。 在过去的 20 年里,Varki 和他的研究团队已经确定了许多与跑步相关的基因。 但CMAH是第一个指示衍生功能和新能力的基因。

然而,并非所有研究人员都相信基因在人类进化中的作用。 在加州大学河滨分校专门研究进化生理学的生物学家 Ted Garland 警告说,现阶段这种联系仍然“纯粹是推测性的”。

“我对人体方面非常怀疑,但我毫不怀疑它对肌肉有好处,”加兰说。

这位生物学家认为,仅仅看这个突变发生的时间序列,并不足以说明这个特定的基因在跑步的进化过程中发挥了重要作用。 

CMAH 突变通过改变构成人体的细胞表面起作用。

“身体中的每个细胞都完全覆盖在巨大的糖森林中,”瓦尔基说。

CMAH 通过编码唾液酸影响这个表面。 由于这种突变,人类细胞的糖森林中只有一种唾液酸。 许多其他哺乳动物,包括黑猩猩,都有两种酸。 这项研究表明,细胞表面酸的这种变化会影响氧气输送到体内肌肉细胞的方式。

Garland 认为我们不能假设这种特殊的突变对于人类进化为长跑运动员是必不可少的。 在他看来,即使没有发生这种突变,也发生了其他一些突变。 为了证明 CMAH 与人类进化之间的联系,研究人员需要研究其他动物的耐寒性。 了解我们的身体如何与运动相关联,不仅可以帮助我们回答有关我们过去的问题,还可以找到改善未来健康的新方法。 许多疾病,如糖尿病和心脏病,都可以通过运动来预防。

为了让您的心脏和血管保持正常工作,美国心脏协会建议每天进行 30 分钟的适度活动。 但是,如果您受到启发并想测试自己的身体极限,请知道生物学就在您身边。 

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