“肉食塑造人類”假説有了新證據

這項新研究為理解人類如何通過適應高能量、高蛋白的肉食，獲得體型和認知能力上的優勢提供了重要的分子遺傳學證據。它有力支持了“肉食塑造人類”這一進化假説。肉食提供的充沛能量和必需氨基酸，不僅支持了身高的增長，也為大腦的發育和複雜化奠定了物質基礎。

◎本報記者 蔣 捷 聶慧敏

在人類漫長的進化歷程中，兩個顯著特徵持續吸引着科學家的研究興趣：相較於其他靈長類動物，人類實現了顯著的身高增長以及基礎代謝率的提升。

近日，《細胞·基因組學》發表的一項研究，首次揭示了一個名為“rs34590044-A”的古老遺傳變異，如何通過調控線粒體代謝樞紐——ACSF3基因，驅動人類身高與基礎代謝率協同進化。論文通訊作者、復旦大學生命科學學院研究員樊少華認為，這項研究不僅解釋了人類身高與代謝率提升的部分遺傳基礎，更將“多吃肉能長高”的古老經驗與現代科學聯繫起來。

身高與代謝存在遺傳相關性

想象一下與人類親緣關係最相近的黑猩猩，它們強壯有力，但它們的身高以及身體在靜息狀態下消耗能量的速度與人類存在顯著差異。現代人類和非人猿類的具體差異非常明顯：現代人類的身高比非人猿類平均高出約0.3米；二者在同樣體重的情況下，現代人類的基礎代謝率比非人猿類高出15%—50%。

科學家們早已注意到，更高的平均身高和更高的基礎代謝率是現代人類區別於其他非人靈長類的關鍵特徵。這種生理特徵的躍遷，與人類形成、適應新環境、發展複雜社會行為等重大進化事件密切相關。

“傳統觀點認為，身高增長主要受骨骼發育基因調控，而代謝率提升則與能量利用效率相關。”論文通訊作者、復旦大學生命科學學院研究員李晉解釋，“我們的研究發現，這兩個看似獨立的性狀背後，存在着深層遺傳協同機制。”

研究團隊通過全基因組數據分析發現，身高與基礎代謝率存在遺傳相關性，二者共享部分遺傳基礎。研究團隊特別關注了那些在人類譜系中獨有的遺傳變異，發現人類進化過程中獲得的新遺傳變異對塑造現代人類獨特的體型和代謝特徵起到了重要作用。

基因突變提高肉食轉化率

通過精細定位，研究團隊在人類基因組16號染色體發現了一個關鍵調控變異：rs34590044-A，它可以顯著增強ACSF3基因的活性。

ACSF3基因編碼的蛋白是身體處理肉食營養的一個關鍵酶，主要負責代謝以蘇氨酸及其相關代謝物為代表的外源性物質，將它們轉化為無毒或可利用的形式。

rs34590044-A突變是人類特有的，它出現在人類與黑猩猩分離之後的人類譜系中。擁有這個突變，能顯著增強ACSF3基因的表達水平，產生更多ACSF3蛋白。這意味着攜帶該突變的個體，代謝肉類中蘇氨酸等成分的效率更高。樊少華用了一個生動的比喻：“當rs34590044-A增強ACSF3基因表達時，就像繁忙的高速公路上又開闢了新的車道，使通行更加高效、順暢。”

為了驗證這一發現，研究團隊利用腺相關病毒載體技術，在小鼠體內人為提高ACSF3基因的表達水平，以模擬人類rs34590044-A突變的效果。結果發現，這些小鼠在獲得相應營養後，表現出更強的骨骼生長和更高的能量代謝水平。相反，如果在小鼠中敲除ACSF3基因，模擬該基因功能完全喪失的效果，則會導致嚴重的生長遲緩。在人類中，ACSF3基因的完全失活會導致一種罕見遺傳病，患者會表現出身材矮小等症狀。這些實驗強有力地證明了ACSF3基因及其高水平表達對人類身高和代謝的重要性。

研究團隊還分析了古人類的DNA數據。他們發現，在歷史上以狩獵遊牧為主、肉食攝入比例更高的人羣中，rs34590044-A突變的出現頻率顯著高於以農耕為主、植物性食物比例更高的人羣。這從進化角度印證了該突變是在人類增加肉食攝入的進化壓力下被篩選和保留下來的優勢突變。

多角度認識適應性進化“圖譜”

可以説，這項研究將ACSF3基因及rs34590044-A，列入了人類代謝適應性進化的“圖譜”。

它們與既往發現的多個適應性進化事件一道，共同描繪了人類如何通過遺傳變異不斷適應劇烈變化的飲食環境。例如，歐洲人羣因尼安德特人基因滲入強化了脂肪代謝能力，更能適應高脂飲食；全球農業人羣在FADS基因簇上發生的適應性變異，優化了植物來源脂肪酸的代謝效率；不同地區人羣獨立進化出的乳糖耐受性，使人類能夠消化乳製品；澱粉酶基因拷貝數擴增現象，幫助人類更好地適應高碳水化合物農業飲食。破譯這些進化密碼，為解答“人類何以成為人類”這一終極命題提供了深層線索。

具體來説，這項新研究為理解人類如何通過適應高能量、高蛋白的肉食，獲得體型和認知能力上的優勢提供了重要的分子遺傳學證據。它有力支持了“肉食塑造人類”這一進化假説。肉食提供的充沛能量和必需氨基酸，不僅支持了身高的增長，也為大腦的發育和複雜化奠定了物質基礎。

同時，專家提醒，對ACSF3基因及rs34590044-A的作用要有客觀認識。

樊少華介紹，除了丙二酸和甲基丙二酸尿症患者攜帶ACSF3基因的失活突變外，所有人都有正常的ACSF3基因。所有人都需要攝入肉類等蛋白質，這是維持生命和健康的基礎。rs34590044-A突變的存在，意味着攜帶者在代謝肉類營養上可能更高效，這在一定程度上有助於人在生長發育期更好地利用能量。但這絕不意味着沒有該突變的人就無法從肉食中獲益，也不意味着擁有該突變就可以無節制地狂吃肉類。

實際上，身高和代謝是極其複雜的多基因性狀。

李晉説，研究中提到的基因只是眾多影響因素中的一個。均衡營養、適度運動、充足睡眠等生活方式因素，以及更多尚未被發現的基因和環境互作，共同決定着個體的最終身高和代謝水平，不能通過檢測基因中是否攜帶rs34590044-A突變來決定肉類攝入量。