生存與繁衍是生物最重要的兩件事。大部分脊椎動物的模式是,生存到可以繁衍後代的年紀,生下小寶寶,之後過了生育年齡,死掉。只有少少的例外,例如殺人鯨以及人類。人類的親戚們,也就是靈長類,跟其他脊椎動物沒什麼不一樣,為什麼人類會這麼特殊?
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有個假說是,年長的個體雖然無法生育,卻有豐富的經驗可以照顧與教育小孩,創造族群整體的演化優勢,因此才能活的比其他動物久。這個假說要成立,前提是老人家的腦袋能保持清楚夠久,否則失智、喪失認知功能的老人,不但無法貢獻,還只能造成族群的負擔。
不少老人家失智,是因為罹患「晚發性阿滋海默症(late-onset Alzheimer's disease,簡稱 LOAD)」,有個基因「CD33」與它有關。CD33 會生產 2 種不一樣的蛋白質—「CD33M」和「CD33m」,兩者表現多寡,受到基因上 2 個臨近位置影響。重點是,CD33M 表現比較多的人(2 個位置是 C 與 C),也更加容易罹患 LOAD;反過來,2 個 DNA 位置是 A 與 T 的人幾乎不會得到 LOAD。
這個 2015 年的論文研究人類的親戚們,包括黑猩猩、大猩猩等 79 種靈長類,還有已經滅亡的尼安德塔人與丹尼索瓦人,發現他們全都帶著 C 與 C 基因版本,可見 C 與 C 才是本來的狀態;而 A 與 T 這組有助對抗阿滋海默症的遺傳變異,很可能是智人這支獨立演化出現的,不過目前只有 21% 的人具備。
CD33 以外,這個論文還找到另外幾個基因,例如 APOE 和 PON1,與對抗神經退化與認知失調有關,也跟 CD33 的狀況類似。也就是說,只有智人能在生育期結束後還活很久,也只有智人帶有好幾個對抗老年失智症狀的遺傳變異。為什麼人類跟演化上的親戚截然不同,即使不能生育後仍能存活很久?作者認為這個發現,替這現象提供了一個有力的解釋。
且慢,論文這樣講,新聞這樣寫,但似乎還不是故事的全貌,以下是個人看法。
這篇論文測試了CD33 在人與黑猩猩腦部的表現量,結果不管人或黑猩猩,CD33M 與 CD33m 都會表現。然而有趣的是,兩者 CD33m 的表現量一樣多,有差的其實是 CD33M,帶有 A 與 T 的人和黑猩猩的 CD33M 表現量不相上下,帶有跟黑猩猩一樣 C 與 C 的人,卻是黑猩猩的 4 倍高。
意思是,從(會早死的)黑猩猩到(容易老年失智的)人,一模一樣的基因,表現量卻高了 4 倍,要等到某些人再產生一組突變,(不容易老年失智的人)表現量才降回原狀,而從頭到尾,CD33m 都沒有變化。故事真的如作者認為,是一個突變一個效果,演化一步到位嗎?
畢竟我們現在看到的是演化的結果,實際上演化史的過程也許更複雜,至少在 CD33 這個例子上值得思考。個人猜測,人類在與黑猩猩分家以後 CD33M 可能在歷史上因為某些理由(也許是正面影響)表現量大增,卻也產生了年老後容易罹患阿滋海默症的副作用,只是當人類還普遍短命的時候,無關緊要。
但當人類壽命愈來愈長之後,這個基因一方面受到育幼(老益)的正向力量,另一方面受到失智(老害)的負向力量拉扯,因而誕生了 A 與 T 這組突變,能把 CD33M 降回黑猩猩的表現量,排除擁有這個遺傳變異的人得到 LOAD 的機會。只是演化非常複雜,這些力量究竟如何互相作用,光憑這麼有限的資訊實在很難推論,只能期待後續的研究。
這個論文另一問題是,沒有區分男生與女生。畢竟若真的是因為對演化有利人才能活到老,幾十萬年來,爺爺與奶奶的功能應該很不一樣才是。
《Science》新聞:
Anti-Alzheimer's gene may have led to the rise of grandparents
UCSD 新聞稿(這段關鍵資訊寫錯,表現量是反過來才對:「The researchers compared CD33 regulation in humans and our closest living relatives, chimpanzees. They found that levels of the CD33 variant that protects against Alzheimer's are four-fold higher in humans than chimpanzees.」):
Newly Evolved, Uniquely Human Gene Variants Protect Older Adults from Cognitive Decline
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