是什么让人类变成马拉松运动员

尽管人们总是窝在沙发上，但长跑已经铭刻在我们的基因里。一项对老鼠的研究发现了一段DNA如何将人类祖先变成马拉松运动员，让人类征服领地，躲避掠食者，并最终统治地球。

"这是非常令人信服的证据。"美国哈佛大学的人类进化生物学家丹尼尔·利伯曼说，“它很好地解释了人类是如何变得如此成功的。”

人类祖先最早因其独特的狩猎方法而区别于其他灵长类动物。它们不像猎豹那样依靠快速生成的能量，而是追逐羚羊和其他动物，直到它们的猎物筋疲力尽，再也跑不动了。

随着300万年前气候的变化，非洲的森林干旱已经变成了热带草原，这种能力变得特别有用。利伯曼等人发现人类祖先的骨骼也发生了变化。这些变化使得长距离跑步成为可能，比如长腿。其他人也认为皮毛的消失和汗腺的扩张可以帮助这些跑步者保持凉爽。

然而，北卡罗莱纳州杜克大学的进化人类学家赫尔曼·庞泽没有参与这项研究，他说科学家仍然不太了解使人类更加宽容的相关细胞变化。

二十年前，当加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的物理学家阿吉特·瓦尔基(Ajit Varki)和他的同事发现了人类和黑猩猩之间最早的遗传差异之一——一种叫做化学机械抛光-神经5Ac羟化酶(CMAH)的基因时，一些线索出现了。其他灵长类动物也有这种基因，它可以帮助在细胞表面形成一种叫做唾液酸的糖分子。但是研究小组报告说，人类的CMAH坏了，所以他们不会制造糖。从那以后，Varki发现唾液酸与疟疾炎症和耐药性有关。

在这项新的研究中，瓦尔基的团队探索了CMAH是否对肌肉和跑步能力有影响，部分原因是患有肌肉萎缩症的老鼠如果没有这种基因会变得更糟。加州大学旧金山分校的研究生乔纳森·奥克布隆将CMAH正常和受损的老鼠放在一台小型跑步机上。加州大学洛杉矶分校生理学家艾伦·布林在跑完不同的距离前后仔细检查了他们的腿部肌肉，有些是两周后，有些是一个月后。

经过训练，携带人类版本CMAH基因的老鼠比他们的同龄人跑得快12%，跑得长20%。该小组最近在英国皇家学会杂志上报道了相关结论

研究小组发现，“人性化”老鼠的腿部肌肉被分成更小的血管，肌肉收缩时间比其他老鼠长得多。这些老鼠肌肉也能更有效地利用氧气。然而，研究人员仍然不知道这种糖分子如何影响耐力，因为它在细胞中有许多功能。

安德鲁·贝斯特是麻省大学生物人类学的研究生，他没有参与这项研究，他说类似的改进可能会使我们的祖先受益。

基于灵长类动物和其他动物之间的遗传差异，瓦尔基的团队还计算出这种遗传变化发生在300万到200万年前。

贝斯特说这“比我预期的要早一点”，因为这一次比骨骼变化要早，骨骼变化直到很久以后才出现在化石记录中。

但是对庞泽来说，这个时间点是有意义的，因为人类祖先需要耐力来行走和挖掘食物。“也许这不仅仅是跑步。”他说。

然而，“老鼠不是人类或灵长类动物。”贝斯特的导师杰森·卡米拉说，“老鼠的遗传机制不一定会转化为人类或其他灵长类动物。”

无论如何，庞泽说这项研究令人兴奋，因为它让研究人员能够超越化石，去研究古代动物的身体发生了什么。“这是一份鼓舞人心的工作。它告诉我们还有多少工作要做。”(唐毅宸)

中国科学新闻(2018-09-20第三版国际版)