我們的天地——世界

李德松 張仕超 喬嵩巖

摘 要：人體生理衛(wèi)生實驗研究發(fā)現(xiàn)：最適合人類生存的海拔高度為“500/2000”米。四川省測繪地理信息局正式發(fā)布涼山彝族自治州螺髻山、邛海瀘山風景區(qū)重要地理信息數(shù)據(jù)：螺髻山風景區(qū)海拔高程3671米;邛海瀘山風景區(qū)海拔高程2044米;而西昌城區(qū)為1500米左右，這個海拔高程，是世界公認的最適宜居住的地方。

關(guān)鍵詞：雜食性動物;高海拔;EPAS1;缺氧閾值

人類涉及了猿未曾涉及的領(lǐng)域。與局限于熱帶地區(qū)的我們的近親靈長類不同，智人生活在地球的各個角落，如嚴酷的沙漠、缺氧的高地和北極地區(qū)。密歇根大學的考古學家布萊恩·斯圖爾特說道：“人類在居住地上似乎沒有很多限制?！?/p>

從生態(tài)學的角度來講，這十分奇怪。大多數(shù)動物都長期生活在特定的棲息地，而這些棲息地決定了動物的食性。像浣熊這樣的生物就是典型的雜食性動物，它們根據(jù)棲息地環(huán)境的變化選擇不同的食物。單一食性的動物，如考拉，活動范圍和飲食都非常有限。

斯圖爾特和羅伯茨認為，其他古人類或人類進化史上的物種，如直立猿人，都沒有在“雜食性動物與單一食性的動物”之間相互轉(zhuǎn)變的能力。早期的祖先在非洲完成進化后，大約在180萬年前開始向歐亞大陸遷移，但都出現(xiàn)在與非洲草原和森林相似的地貌。雖然一些地區(qū)現(xiàn)在的環(huán)境條件惡劣，但古代氣候的研究顯示這些地區(qū)在早期人類出現(xiàn)時是非常宜居的。例如，沙特阿拉伯的尼法德大沙漠（Nefud Desert）就發(fā)現(xiàn)有石器和動物殘骸，可能是30萬到50萬年前智人出現(xiàn)之前的古人類沉積下來的。而現(xiàn)在，這個地區(qū)變成了貧瘠的沙漠，夏季氣溫酷熱難當，年降雨量不足半英寸。但這些動物骨頭明顯屬于需要可靠水源的物種，比如大象和水鳥。

雖然智人以雜食單一食性動物幸存下來，并在祖先棲息地以外的地方生生不息。尼安德特人和丹尼索瓦人（已經(jīng)滅絕的近親物種）也曾向氣候更冷、海拔可能更高的地區(qū)遷移，但他們的地理分布廣度遠遠不及我們?nèi)祟?。雖然多樣性是物種共通的特征，但從人文上來看，無數(shù)獨特的適應(yīng)性使得特定的群體征服了極端環(huán)境。

最好的案例就是高海拔。在海拔很高的地方，人類不僅要面對嚴寒和干旱，還要面對紫外線。那里食物有限，而最致命的是可呼吸的空氣也有限。與海平面的地區(qū)相比，美國丹佛可供使用的氧氣就少了17%，而這僅僅是“一英里海拔高的城市”。在1.5英里的地區(qū)，氧氣減少了大約27%，大多數(shù)人都經(jīng)歷著缺氧，或氧氣不足，這會導致呼吸短促、惡心和失眠。

然而，世界上超過8000萬人居住在1.5英里以上的地區(qū)，如西藏拉薩。其實，即便是生活在低地的人也能適應(yīng)這種高海拔環(huán)境，最終產(chǎn)生更多的紅細胞，這些紅細胞含有的血紅蛋白負責將氧氣輸送到全身。這種快速適應(yīng)能確保組織獲得足夠的氧氣，但代價是長期的：它會使血液變厚，從而導致心血管疾病和妊娠并發(fā)癥。但有些人不會有高原反應(yīng)，或者這種身體快速適應(yīng)環(huán)境而產(chǎn)生的負面后果。美國凱斯西儲大學人類學家辛西婭·比爾測量了數(shù)百名生活在海拔2英里以上的藏族人的血紅蛋白水平，發(fā)現(xiàn)“他們的血紅蛋白水平簡直就像他們不是生活在這個海拔上的人一樣。”

辛西婭·比爾等人證明了藏族人已經(jīng)適應(yīng)了高海拔的環(huán)境。與低地人在幾周內(nèi)臨時適應(yīng)環(huán)境所發(fā)生的變化不同，他們的變化是幾代人在DNA中固定下來的。

在藏族人中，這種變化至少涉及EPAS1和EGLN1兩種基因，這兩種基因會抑制機體在缺氧狀態(tài)下正常產(chǎn)生額外的紅細胞。最近的研究表明，EPAS1變體是通過45000多年前的異血緣交配，從另一種古人類中遺傳下來的。而其他高海拔地區(qū)的種群則表現(xiàn)出智人與眾不同的、獨有的適應(yīng)性。雖然這方面的研究較少，但至少發(fā)現(xiàn)有一個埃塞俄比亞民族的血紅蛋白水平像藏族人一樣，與海平面上生活的人類相當，而埃塞俄比亞民族則受到另一種基因的影響。雖然如此，但仍有一些問題存在，其中最基本的是：藏族人如何在不提高血紅蛋白水平的情況下獲得足夠的氧氣？辛西婭·比爾表示：“到目前為止，我一直想把這一切弄清楚，但我失敗了?！?/p>

而什么時間什么人首先在高海拔地區(qū)定居，這一問題也仍然未知。但不爭的事實是，在1.49英里以下的地方發(fā)現(xiàn)了（剛好低于缺氧閾值）70萬至150萬年前的人類祖先的化石和古器物。2018年，研究人員曾在《舊石器時代考古學雜志》中報道了在埃塞俄比亞的丹迪山海拔1.8英里處發(fā)現(xiàn)的石器。根據(jù)手工制品的樣式，研究人員聲稱先于智人的一個物種制造了這些物品。 但該遺址缺乏年代、相關(guān)的人類化石或其他證據(jù)加以支持。

即使確實有早期的人類冒險到高地短暫停留過，但沒有證據(jù)表明他們曾在那里長期定居。就一整年的居住而言，加州大學默塞德分?？脊艑W家、高海拔遺址專家馬克·阿爾登德費爾（Mark Aldenderfer）說，“我認為，很多跡象都表明智人曾在那里定居過”。

為了確定智人曾在這里長期定居過，考古學家尋找著一些線索，比如骨頭上的化學特征，區(qū)分當?shù)厝撕屯鈦磉w移者，以及原材料的地理來源。這些證據(jù)表明，至少在7000年前，人類確實曾長期居住在2英里以上的地方，包括西藏和安第斯山脈在內(nèi)。

科學家們開始研究人類是如何進化到能在其他惡劣條件下生存的。研究需要對比上千基因組，從中找到在適應(yīng)特定生活環(huán)境的人群中常見的，但在其他人群中罕見的基因類型。以東南亞的巴夭人為例。這些稱之為”海洋游牧民“的海洋覓食者每天幾乎花費60%的時間待在水下，不戴任何潛水裝置潛入約230英尺深的水下打獵食物。遺傳學博士生梅麗莎·伊拉多（Melissa Ilardo）就曾研究過DNA的變化是否能解釋他們驚人的屏氣能力。

但在現(xiàn)代人類身上，很少能找到的這種環(huán)境適應(yīng)性的確鑿證據(jù)，但伊拉多并沒有就此放棄——她收集了巴夭人和附近沒有水生生活方式的族群的唾液，進行了基因組測序。還用超聲波測定了他們的脾臟;早期對海豹的研究發(fā)現(xiàn)，器官的尺寸與海洋哺乳動物能在水下停留的時間有關(guān)。伊拉多信誓旦旦：“我賭上我博士學位的名義也要找出證據(jù)”。

最終，她賭贏了。她的研究結(jié)果發(fā)表在去年的《細胞》雜志上，她發(fā)現(xiàn)了巴夭人的兩種基因變化，這種變化導致巴夭人的脾臟變大，并可能在缺氧時，比如在深潛時，將血液輸送至重要器官。這項研究與北極和高原地區(qū)的研究相同，“讓我們有機會了解發(fā)生在我們自己的種族身上的自然選擇和進化”，伊拉多說道，現(xiàn)在她已是美國國立衛(wèi)生研究院的博士后研究員

參考文獻：

[1]張慧.藏族人群高原適應(yīng)關(guān)鍵基因EPAS1和EGLN1的功能研究 [D]. 西藏大學. 2017

[2]鄒恂達，楊亞美，孫峰.高原紅細胞增多癥繼發(fā)性痛風45例臨床分析 [J]. 新醫(yī)學. 1983 （07）

[3]況允.高原心臟病 [J]. 解放軍醫(yī)學雜志. 1981 （03）

[4]吳天一，李琰，魏麗英，王曉真，繆澄宇，賈乃鏞.慢性高山病病理生理的研究 [J]. 中國病理生理雜志. 1997 （05）