高达87%的藏族人体内携带一个来自丹尼索瓦人的EPAS1基因突变,汉族携带该突变的比例不到10%,全球其他族群则几乎为零。
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它帮助藏族人在低氧环境下避免血液黏稠、维持健康代谢,同时还有效防止了因红血球过度增生而导致的婴儿高死亡率等问题,为他们眼底的世界屋脊赢得了生存的空间。但这个让藏族祖先在高原上如鱼得水的关键突变,并非一进入人群就在闪光。
它在藏族祖先的基因组里漂移了近四万年,安安静静,直到距今八九千年前才开始迎来命运的逆转。
迟到的选择压力:定居,才算“适应”
遗传学里有个朴素但容易忽略的道理:一个基因突变要想被自然选择选中,它得先让携带者在特定环境里活得更久、生得更多。在低海拔地区,藏族祖先们不需要面对低压缺氧的考验,EPAS1突变并没有带来立竿见骨的生存优势,甚至可能毫无用处。
它只是一个中性或者近乎中性的变异,在人群里维持着个位数的比例,纯粹是漂变之下偶尔泛起的一点浪花。
真正的转折,要看当时人类在干什么。距今约1.2万年的旧石器时代晚期,古人类已经开始尝试挑战青藏高原的海拔纪录——从前措遗址的发现表明,那时已有古人类在4300余米的高原湖泊发生频繁活动。
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青藏高原高海拔湖泊周边野外自然景观
但这显然是偶尔的“登高”,或是季节性的游动,还没到月月年年定居的程度。青海湖南岸的江西沟遗址距今约1万年,这里发现的是季节性湖滨狩猎采集营地,人们靠渔猎和采集为生,食物来源并不稳定。
这些早期踏足高原的人,还没形成一个需要长期对抗缺氧压力的稳定聚居群体。
变化发生在距今八九千年前。青海化隆沙隆卡遗址的文化层显示,距今8500~7300年,这里出现了半固定的活动场所、临时居址和石器加工遗迹,人们以狩猎采集为生。
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史前高原遗址考古发掘探方土层剖面
而在黄河河源一带,史前人类在距今8000年左右抵达了鄂陵湖—扎陵湖,海拔约4000米处,并留下了非常频繁的细石器遗存——石器遗存数量多、分布广,说明人类在那里不是短暂路过,而是成规模地活动了很长时间。
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青藏高原史前人类遗留的细石器标本
当人群开始更大幅地、更长时间地暴露在高海拔缺氧环境中,生存便从此成了对生理极限的考核。那时候,携带EPAS1突变的人,血管中红细胞不会因为低氧而过度增加,血液更为流畅,死于心血管疾病和妊娠并发症的风险更低,子女活下来的概率更高。
环境开始兑现这个基因的价值,自然选择由此第一次有了具体的用武之地。
突变只是门票,定居才算入场
为什么同样是携带丹尼索瓦人基因的东亚或者大洋洲人群,没有出现EPAS1频率的快速上升?答案很直接:他们没去青藏高原定居。
太平洋岛民的丹尼索瓦人基因占比可达4%~6%,东亚人也携带着少量相关基因,但因为没有大规模、持久性地暴露在高海拔环境中,自然选择就没有理由为这些基因“投票”。
即便到了高原,选择压力的强度也取决于定居的程度。在南美洲安第斯高原的克丘亚人和非洲埃塞俄比亚高原的阿姆哈拉人身上,都没有发现EPAS1突变,他们通过完全不同的生理机制应对低氧。
这说明EPAS1只是通往高原适应的一条路径,而一路走到黑的前提是——人们要在高原上长时间地繁衍下去。一个匆匆来又匆匆走的猎人群体,无法给基因足够的时间去筛选和提纯。
环境的配合:气候变暖,打开了通往高原深处的门
遗传学家付巧妹团队的研究将EPAS1在高原人群中受强烈选择的时间锚定在距今约5100年前,此后三千年频率迅速升高。
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科研人员在洁净实验室开展古DNA样本检测
但考古证据告诉我们,向高海拔进发的脚步在更早就开始了,这个时间差本身就是答案的一个组成部分——基因不会凭空被选择,它需要一个人群已经待在那个环境里。距今八九千年前青藏高原的生态环境正在好转,人类的活动范围也随之扩大。
早全新世气候回暖,末次冰期结束,高原上的植被和野生动物资源增多,人类借助黄河等通道追寻猎物、一路向高原腹地推进。
在青藏高原西部,达瓦错及周边湖泊在晚更新世末期至全新世早中期经历了显著的扩张后退缩,湖泊退缩让原本被湖水覆盖的低洼区域出露,高海拔地区的活动空间持续扩大,为史前人群进入西部腹地打开了通道。
阿里地区喀力地点海拔约4700米,早全新世的人类已在此活动。
距今八九千年前,恰好是这些条件开始同时成立的时间窗口:气候适宜、高原腹地活动空间扩大、人群开始在高海拔区域稳定生活,自然选择第一次有了足够的环境压力和人口规模去一步步提高这个突变在群体中的频率。
一个基因突变在基因组里漂移万年,不奇怪;奇怪的是当人类终于安营扎寨在海拔四千米之上时,这个等待已久的突变以惊人的速度席卷了整个青藏高原的人群。
这也解释了为什么付巧妹团队描述的“三千年的强烈选择”能发生得如此迅速——当选择条件终于齐备,一个在黑暗里潜伏已久的优势突变,会有如一夜之间点亮整个高原。
今天的藏族人血液中流淌着这份来自远古的馈赠,而它的真正起点,是一个人群终于决定在世界屋脊上住下来、活下去的那个时代。
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