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一个遗传之谜:我们是为了爽一把而生的猿类

许多动物会不小心喝醉。从果蝇到鸟类,从猴子到蝙蝠,许多动物都被酒精吸引,而且酒精往往会对它们造成极大的伤害。 例如,家族传闻我在意大利博洛尼亚的几位亲戚偷偷养了一只宠物狐猴,由于其中一位亲戚是助产士,房子周围屯了许多外用酒精。有一天,一只不幸的狐猴打开了一袋浸润了酒精的棉签,喝得烂醉如泥,从顶层公寓的阳台上掉下来摔死了。类似的故事还有醉酒的鸟儿试图飞入窗户,结果折断了脖子,或者醉酒的鸟儿在猫出没的草坪上打盹。也许最戏剧化的故事是,醉酒的大象一路狂奔,结果践踏、摧毁了一切。

博洛尼亚宠物狐猴的经历悲剧,在人类中间也不是没有发生过,因醉酒而死的智人,肯定不止一个。然而,我们也要注意到,其他动物可能是偶尔才有机会接触到酒精棉签,我们却不缺少机会。事实上,高纯度酒精的存在,也多亏了我们。 但据我所知,博洛尼亚的助产士却从未对酒精棉签动过品尝的心思,更没有因此醉过。他们和周围的其他人一样,不断被不限量的、形形色色、风味不同的酒精所环绕。鉴于酒精如此唾手可得,我们应该感到惊讶的是,很少有醉酒的人从博洛尼亚公寓楼的阳台上掉下来摔死。仅凭当地红葡萄酒的美味和效力,我们就应当预期尸体一个接一个地在该省各处的公寓的庭院中堆积,更不用说有优质的格拉巴酒在吸引着人们。但据我所知,这只不幸的狐猴是唯一有记录的与博洛尼亚酒精有关的坠亡,至少在那栋公寓大楼里是这样。想象一下,一个居住着数十亿狐猴或大象的世界,它们有易于抓握的手指、硕大的头脑、先进的技术和无穷无尽的强效酒精饮料供应:这将是一场不寒而栗的混乱和大屠杀。然而,我们生活的世界并非如此。

这部分是因为,我们所属的猿类支系似乎在基因水平上适应了酒精,能够迅速将其从体内消除。许多动物,尤其是那些以水果为主食的动物,都会产生乙醇脱氢酶(ADH),这是一类参与乙醇(酒精分子)代谢的酶。包括人类在内的一小部分灵长类动物,携带的是ADH的超强变体,称为ADH4。对于携带它的动物而言,这种酶是抵御酒精的第一道防线,可迅速把乙醇分解成易于被身体使用或消除的化学物质。一种理论认为,这种变异的酶为现代猿类(大猩猩、黑猩猩和人类)的非洲祖先提供了至关重要的演化优势。这种祖先的猿类,可能是为了应对来自猴子的竞争,已经开始从树上来到地面觅食。ADH4允许它利用一种新的、有价值的食物来源:掉落的过熟的水果。 这对任何关于麻醉品使用的过度简化的劫持理论都提出了质疑。

演化人类学家爱德华·哈根(Edward Hagen)及其同事表明, 当涉及大麻或致幻剂等植物来源的消遣性药物时,人类已经在生物学上适应了它们。如果是这样,劫持理论就说不通了。以大麻为例。大麻中让人兴奋的成分,四氢大麻酚(THC),实际上是植物产生的一种苦味神经毒素,用来避免自己被动物吃掉。从植物中提取的所有药物,包括咖啡因、尼古丁和可卡因,其中的苦味是有原因的。对食草动物来说,涩味是一个信息:退后,如果你吃这个,它会伤害你的胃或弄乱你的大脑,或者两种情况一起发生。大多数食草动物,如果明智的,就会对这样的植物退避三尺。然而一些特别顽固的人——或者那些对可卡因有强烈嗜好的人——会制定对策,演化出解毒酶。重要的是,人类似乎继承了哺乳动物身上这种古老的防御植物毒素的能力;这表明植物性药物,如酒精,不是演化上的一种新祸害,而是长期的伙伴。

另一种说法是,我们是为了爽一把而生的动物。这一事实使劫持理论变得不那么可信,这表明酒精和其他麻醉品长期以来一直是演化去适应的环境的一个组成部分,而不是最近出现的、未曾预料到的威胁。不过,这并没有排除掉残留理论。我们可能在生物学上已经习惯于处理腐烂水果中相对较低的酒精含量,或者处理古柯叶中的毒素,但是随着农业和大规模社会的出现,以及技术和贸易的发展,我们生产出了强大的啤酒、葡萄酒和蒸馏酒,提纯出了精制的可卡因,培育出了THC含量更高的大麻植株。古老的斯基泰人,尽管他们是可怕的战士,但如果他们能够用上我可以在当地的大麻药房买到的毛伊瓦伊(Maui Wowie)或者巴巴库什(Bubba Kush) ,他们也会沦为嘴角始终挂着哈喇子的蠢货。残留理论认为,使用麻醉品在历史上是有益的,在这一点上我们与其他动物不分伯仲;不过,这个理论进一步假定,智人在过去9000年左右经历的独特变化——我们从小规模的狩猎-采集部落过渡到全球化的都市居民——发生得太快了,遗传演化没有跟上。

这个假定是有问题的。人们普遍认为,遗传演化需要很长时间才能发挥作用,要在数十万或数百万年的时间尺度上产生适应。鉴于人类仅在大规模群居社会中生活了大约8000—10000年,这意味着,自从更新世我们成为在非洲平原上漫游的狩猎-采集者,人类的基因基本保持不变。另一个普遍的看法是,自从大规模社会的出现和农业的发明,人类就甩掉了日常生存挑战的枷锁,从而摆脱了遗传演化的压力。

这两种观念都不准确。例如,在过去8000年里的某个时间点,来自养牛文化的成年人在基因上适应了消化牛奶。青藏高原的平均海拔4500米,是一个极为恶劣的环境,但在12000—8000年前的某个时刻,那里的居民开始发展出遗传适应性,以此来缓解低水平的氧气带来的有害影响。同样,在过去的几千年里,依靠在海洋中潜水获取食物的东南亚渔民,已经演化出了在水下长时间憋气的能力。 因此,自从农业出现以来,人类已经有足够的时间来适应酒精。如果人类使用麻醉品的残留理论是正确的,那么演化就会加班加点地工作,消除我们爽一把的渴望。我们推测,任何演化出防御这种“嘴里的仇敌”的人类群体都会非常成功,于是相关基因会迅速传播,直至覆盖到世界上任何有麻醉品的地方。

当然,遗传演化有时可能非常愚蠢,自慰和垃圾食品等钻空子行为就是证明。此外,对于许多问题,遗传演化根本无法帮助我们。想想人体脊柱。对于直立的双足生物来说,这是一个糟糕的设计,这就是这么多人的腰背部出现问题的原因。然而演化并没有那种优势,可以把我们身体的设计推倒重来。它必须尽其所能地在它现有的东西之上——一个为攀爬和栖息于树上而设计的身体方案——逐渐修改和完善,直到它可以直立行走。 自然选择无法四下张望以寻求最佳线路,或超越适应性谷地 带来的目光局限,因而经常陷入演化路径的车辙,这些路径最初是出于长期的、目前看来是无关紧要的原因被选择的。因此,理论上我们对酒精的嗜好就像我们疼痛的腰背部一样,也是一个不幸的例子,它说明遗传演化如何受到先前决定的限制,以至于被自缚手脚。演化生物学家称这类状况为“路径依赖”(path dependence)。选择也不能作用于不存在的突变。因此另一种可能性是,我们有朝一日治愈我们对醉酒的渴望在生物学上变得可能,但基因突变轮盘赌的轮盘里尚未提供这种可能。目前,这一切还不现实。

至少在我们对酒精的口味方面,我们可以明确排除路径依赖和现实性问题。这是因为针对这个所谓的演化错误,这个劫持了人类大脑的“寄生虫”,我们已经有了一套极好的解决方案,它已经存在于人类基因库中,并且已经存在很长时间。

我们提到过乙醇脱氢酶,这是人体抵御酒精等毒物的第一道防线。ADH结合乙醇分子,并剥离出几个氢原子——因此它的名字是“乙醇脱氢酶”。由此产生的乙醛分子仍然有毒,绝对不是你想要它在人体内游荡的东西。这时,第二种肝酶,乙醛脱氢酶(ALDH)出现了。通过氧化过程(从经过的水分子中提取氧原子,添加到乙醛上),它将乙醛转化为乙酸,这是一种危险性小得多的化学物质,后者又可以很容易被人体细胞利用,转化为水和二氧化碳并从人体排出(图1.2)。

图1.2 乙醇的代谢途径:首先在ADH的作用下转变成乙醛,随后在ALDH的作用下变成乙酸

当第二步被延迟时,事情会变得很糟糕。如果ADH不断地将酒精转化为乙醛,但ALDH工作松懈,乙醛就会开始在体内积聚。这就麻烦了。身体会通过面部潮红、荨麻疹、恶心、心悸和呼吸困难来发出不悦和警报的信号。这给我们的信息是:无论你在做什么,现在就停下来。最坏的情况是ADH非常擅长它的工作,生产出大量的乙醛,但ALDH的工作异常糟糕,结果这种有毒物质越积越多,开始四处蔓延,就像倒霉的卓别林在装配线上。令人惊讶的是,考虑到编码这两种酶的基因没有直接联系,这种超高效ADH和懒惰得可怕的ALDH的奇怪组合确实会出现在某些人群中。它在东亚人中最常见,这就是为什么它引起的症状也被称为“亚洲人脸红综合征”(Asian flushing syn-drome)。不过,它在中东和欧洲的部分地区似乎也有独立出现。

身体并不笨。过量乙醛产生的症状是如此令人不快,以至于经历过的人会接受教训,很快学会避免大量摄入酒精。事实上,脸红反应使饮酒变得如此令人厌恶,在具备特定遗传特征的典型人群中,我们甚至可以使用一种药物来诱导该反应从而治疗酗酒。 特定变异基因的携带者,以及在亚洲之外带有相似功能的突变体的人群,已经有效地摆脱了对酒精的渴望。他们学着适度饮酒,因此可以享受适度饮酒带来的任何好处——抗菌治疗、微量矿物质和维生素以及卡路里,如果他们缺乏这些东西的话。然而,当他们喝得太多、他们的低效ALDH无法处理时,身体会出现一系列令人不快的症状,这意味着他们可以避免过度醉酒和酗酒。他们还是会吃蛋糕,但不会不知餍足。真是解决劫持或残留问题的极好方案!就好像有一种基因让人对色情作品不感兴趣,同时让人的繁殖欲望不受影响,或者让奶油夹心蛋糕尝起来像硬纸板,但西兰花却是最可口的美味佳肴。真是基因的绝妙手段。

这种解决酒精问题的基因药方,已经在人类基因库中流传了很长时间,可追溯到7000—10000年前的东亚。有趣的是,它在东亚的分布似乎与水稻农业的出现和传播有关。这可能表明它是对突然出现的米酒的反应, 但一些理论认为,米酒最初的适应性功能是防止真菌中毒。 狩猎-采集者吃野菜、水果和肉类,而且不怎么储存食物。然而,一旦开始种植水稻,你就会拥有大量的谷物,当这些谷物被存放在潮湿的环境里,它们很容易就会被真菌入侵。体内高浓度的乙醛虽然令人不快,但对杀死真菌感染非常有效。因此,脸红反应的收益足以抵销其代价,因为它允许经历过脸红反应的适度饮酒者安全地食用储存的大米。其他人观察到,低效的ALDH似乎可以预防结核病。自从农业出现,人类密集的群居生活成为常态,结核病的风险进一步增加,这可能有助于自然选择把低效的ALDH保留下来。 无论是作为杀菌剂还是抗结核药物,更多的乙醛都是有益的,如果同时也让人避免酗酒,那倒也是一个不错的副作用。

但是,这是多么伟大的副作用!如果饮酒只是我们演化史上事与愿违的意外,我们预计“亚洲人脸红”基因会像野火一样传播到所有过度饮酒可能成为潜在问题的地方;换句话说,也就是几乎蔓延到文明世界的各个角落。鉴于其他新的遗传突变(如乳糖耐受基因或让人适应高海拔地区的突变)迅速占领它们能够发挥作用的地区,所有阅读本书的人都应该在喝一两杯酒后出现脸红反应。

事实显然并非如此。产生这种反应的基因仍然局限于东亚一个相对较小的地区,甚至在那里也不够普遍。在中东和欧洲独立发展的版本,在范围上同样受到限制。当遗传演化解决了一个严重的问题时,它并不羞于分享。真正采纳了能够“治愈”嗜酒的基因突变的人,似乎仍是少数,这一事实对任何声称醉酒是演化错误的理论都提出了挑战。 Yx58BzGFCdbSggPdRDxN5OtgQBZIBiPPwZndr0qLoDpX8/RGaU7Lpzj+7uXW1COI

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