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寄生蟲伴人類成長

2023-01-05由 大科技雜誌社 發表于 漁業

絛蟲加熱多少度能死亡

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寄生蟲伴人類成長

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現在,許多人都喜歡飼養寵物,從寵物身上能看到主人的生活狀況,那麼從古人類的“寵物”——寄生蟲中能不能也看出他們的一些生活剪影呢?讓我們一起看一看,寄生蟲講述了哪些古人類衣食住行的故事。

  肉食與用火: 寄生蟲與人類的緣起緣滅

為了維持生活,寄生蟲在一生中通常會更換數個宿主。科學家發現,在人類體內生活的寄生蟲,它們的起點並不是人類,那麼,它們是如何與人類相逢的呢?

科學家們可以透過比較人類體內的寄生蟲和其他物種體內的寄生蟲的基因組差異來研究這一點,哪個物種體內的寄生蟲與人類的越相似,它就越可能是人類寄生蟲的來源。美國寄生蟲專家艾瑞克·霍貝格選擇了絛蟲作為研究物件。絛蟲是人類消化道中最常見的寄生蟲,而且它在人類體內的種類比較單一,以豬帶絛蟲和牛帶絛蟲為主。用絛蟲作為標準去探索古人類的飲食,方法簡單且結果相對準確。

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霍貝格繪製了絛蟲的遺傳家譜樹,發現與人類絛蟲關係最密切的是寄生於非洲的獅子和土狼體內的一種絛蟲,兩者的“分家”時間大約為200萬年前。獅子和土狼以羚羊為食,而絛蟲的幼年期是在羚羊體內度過的,因此我們可以想到,200萬年前,人類祖先就已經開始捕獵羚羊,吃上肉食,寄生蟲就在這時進入人類體內,開始適應人體環境並與它的祖先分道揚鑣。而讓人意想不到的是,雖然人類絛蟲以“豬”和“牛”為名,但豬和牛體內的絛蟲的古老程度比人類絛蟲還要更低,這意味著豬和牛的絛蟲是被人類傳染的,兩類絛蟲“分家”的時間也許暗示了人們馴化豬牛的時間。

絛蟲靠藏在羚羊體內進入了人體,毫無防備的人們在絛蟲的攻擊下丟盔棄甲,但很快,人類就找到了一種武器對付絛蟲,那就是火焰。人們會用火將食物烤熟了再吃,脆弱的幼年絛蟲無法抵抗高溫,倒在了入侵人體的路上,而耐熱的絛蟲則存活下來,“伴隨”人類演化成了今天的樣子。這樣的話,從絛蟲的變化中我們是不是能看到人類是何時開始用火的呢?

熱休克蛋白是生物體中廣泛存在的一類熱應激蛋白質,當生物暴露在高溫狀態下,身體就會合成此種蛋白來保護自身。對絛蟲的基因組分析發現,豬帶絛蟲體內的熱休克蛋白基因比其他絛蟲的都要多,變得更加耐熱。豬帶絛蟲的這種變化大約發生在16萬年前,從那時起豬帶絛蟲與牛帶絛蟲開始分化成兩個亞種。這個時間與其他考古證據顯示的人類製造火種的時間基本接近。我們是否可以認為,人們學會製造火種生火後,加熱肉食給絛蟲帶來了巨大的生存壓力,這迫使絛蟲變得更加耐熱?

 脫毛與著衣:寄生蟲與人類的難分難捨

我們知道,人類是從古猿一步步演化來的,而古猿與人類在外表上最明顯的區別,就是那一身厚厚的皮毛。與古猿相比,智人們的體表幾乎可算得上是“一絲不掛”了。我們是從何時開始脫去這身皮毛的呢?

從化石身上很難找到答案,因為皮毛的主要成分蛋白質在歷史的長河中早已分解。但皮毛中藏著的小生命——寄生蟲可以解答這個問題。如果人類的體表佈滿濃密的毛髮,就很容易滋生各種寄生蟲,而那些體毛更少的個體,寄生蟲的數量則會變少。寄生蟲少了,由此引發的疾病也會變少。從這個角度來說,少毛的個體生存且繁殖的機率更高,少毛的性狀會被一代代遺傳下來,直到智人變成今天的樣子。

體毛不會一下子完全消失,而是一點點地變少,也就是說,寄生蟲在人類體表的生存家園也是一點點變小的。古人類全身長毛時,體表常見的寄生蟲——蝨子遍佈全身。隨著體毛逐漸褪去,人們的肩膀、胸口和後背等位置都變得沒有毛髮,蝨子的“家園”越來越小,到了後來,蝨子在體表的家園僅剩兩處毛髮較密的地方,那就是頭髮和襠部。這兩個部位距離較遠,蝨子在兩處長期“分居”,沒有生殖交流,漸漸地就分成了兩個亞種,我們叫做頭蝨和陰蝨。而頭蝨和陰蝨開始分隔的時候,就是人類脫毛的時間。

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科學家們用遺傳學的方法分析出了頭蝨和陰蝨“分家”的時間,大約是120萬年前。這提示我們,正是在120萬年前,人類的體毛開始大範圍脫落,因此而導致在人類體表寄生的蝨子的容身之處變小,不得不分隔兩地,最終分化成了兩個亞種。

褪去體毛減少了人類體表的寄生蟲數量,但同時帶來了另一個問題,在冰天雪地的冬天,人們如何禦寒呢?你現在已經知道答案了,那就是穿上衣服。那麼,衣服究竟是何時走上人類舞臺的呢?

最早的禦寒衣服就是猛獸的皮毛,可是這些皮毛也幾乎不能成為化石被儲存到今天,我們該如何確定人們穿衣的時間?這個問題蝨子也能給出答案。

在古人類褪去體毛之後,身體的大部分位置變得光滑了,蝨子無法在無毛的地方生存。可是,人們發現,在體表寄生的蝨子除了頭蝨和陰蝨外,還有一個新的亞種,這種蝨子的前爪上有鉤子,與它的祖先和近親不太一樣。科學家們認為,這種被稱為體蝨的蝨子正是生活在古人類的衣服裡,它在前爪上長出鉤子,是為了勾住衣服上的纖維,得以藏身在衣服中生活。

於是我們知道了,先是有了衣服,才分化出了體蝨,只要我們算出體蝨的分化時間,也就可以知道古人類是什麼時候開始穿上衣服的了。最後的測定結果是,17萬年前,體蝨從頭蝨中分化出來。這也意味著大約在17萬年前,智人開始穿上了衣服。

 遷徙與融合: 寄生蟲與人類的破鏡重圓

寄生蟲不僅僅在人類個體身上發生“悲歡離合”的故事,在人類群體中也屢次上演分離複合的事件,而這些故事的起因與人類的遷徙和融合有關。

尼安德特人是智人的近親,但他們的祖先與智人的祖先很早就分了家,智人祖先留在非洲,尼安德特人祖先走向歐洲。在長久的地理隔離後,兩者的基因出現了明顯區別,基因圖譜顯示,分家時間大約在70萬年前。科學家在蝨子的基因中也發現了同樣的跡象:在現代人體表上寄生的蝨子,與在尼安德特人的化石中發現的蝨子,兩者DNA存在明顯的差異,其分離的時間也有數十萬年。

儘管分離時間久遠,但智人和尼安德特人之間並未出現生殖隔離,現代智人的DNA中還存有尼安德特人的部分基因,而蝨子也是如此!科學家發現,現代的蝨子身上還攜帶有尼安德特人身上蝨子的DNA,兩者基因融合的時間大約在6萬年前,這與智人和尼安德特人發生基因融合的時間非常接近。換句話說,大約6萬年前,當智人和尼安德特人在歐洲再次相遇時,在他們相處過程中,兩個人種身上的蝨子也重逢了,它們可能透過交配互換了基因,也可能有部分蝨子互換了宿主。

人類體表上的另一種寄生蟲——蟎蟲也提示了人類遷徙的故事。根據基因測序結果,人們將人類面部的蟎蟲分為四個亞種。有研究發現,非洲裔人群臉上四類蟎蟲都存在,亞裔人群的臉上存在A、B、D三類蟎蟲但缺少C類,而歐洲裔人群的蟎蟲則幾乎全部來自D類。

對此,研究者猜想,在古人類從非洲出發時,這四類蟎蟲跟隨人類走出了非洲。在漫長的人類遷徙過程中,某些類別的蟎蟲不能適應環境的變化,最終滅絕了,因此非洲的人們臉上的蟎蟲最“全”,其他地區的人們臉上的蟎蟲種類各不相同。

寄生蟲與人類相伴的歷史比我們想象中更加長久,它們與人類共同經歷了許多“風風雨雨”,在其他物品和地方找不到的人類痕跡,也許在寄生蟲的身上,我們能重現那些歷史殘影。