在一項(xiàng)新研究中首次發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)可以在遺傳上適應(yīng)潛水的證據(jù)。有證據(jù)表明，Bajau是一個(gè)印度尼西亞部分地區(qū)的土著人群，它具有基因擴(kuò)大的脾臟，使他們能夠自由潛水到70米深處。

先前已經(jīng)假設(shè)脾臟在使人類(lèi)長(zhǎng)時(shí)間自由潛水方面起著重要作用，但脾臟大小和潛水能力之間的關(guān)系以前從未在人類(lèi)基因水平上進(jìn)行過(guò)檢查。

該研究結(jié)果發(fā)表在研究期刊Cell上，也可能對(duì)急性缺氧癥狀產(chǎn)生醫(yī)學(xué)影響，急性缺氧會(huì)導(dǎo)致急診醫(yī)療并發(fā)癥。

1000多年來(lái)，被稱(chēng)為“海上游牧民族”的Bajau人乘坐船只游覽東南亞海域，并通過(guò)長(zhǎng)矛自由潛水收集食物?，F(xiàn)在在印度尼西亞群島定居，他們以其非凡的呼吸能力而聞名于整個(gè)地區(qū)。Bajau的成員可以潛水到70米，只需要一套重量和一副木制護(hù)目鏡。因?yàn)樗麄儚牟粷撍?jìng)爭(zhēng)，所以不確定Bajau可以在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持在水下，但其中一人告訴研究員Melissa Ilardo，他曾經(jīng)連續(xù)13分鐘潛水。

該報(bào)的第一作者伊拉多懷疑，根據(jù)其他哺乳動(dòng)物的研究結(jié)果，Bajau可能因其海洋狩獵 - 采集生活方式而在遺傳上適應(yīng)脾臟。“從生理學(xué)和遺傳學(xué)的角度來(lái)看，人體脾臟的信息并不多，”她說(shuō)，“但我們知道像威德?tīng)柡１@樣的深潛海豹有不成比例的大脾臟。我認(rèn)為如果選擇的話(huà)就是密封給它們更大的脾臟，它可能在人類(lèi)中做同樣的事情。“

脾臟在延長(zhǎng)自由潛水時(shí)間方面發(fā)揮著核心作用，因?yàn)樗鼧?gòu)成了人類(lèi)潛水反應(yīng)的一部分。當(dāng)人體被淹沒(méi)在冷水下時(shí)，即使是短暫的時(shí)間，這種反應(yīng)也會(huì)作為一種幫助身體在缺氧環(huán)境中生存的方法而被觸發(fā)。心率減慢，四肢血管縮小，為重要器官保留血液，脾臟收縮。

脾的這種收縮通過(guò)將氧合紅細(xì)胞噴射到循環(huán)中而產(chǎn)生氧氣增強(qiáng)，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氧氣增加高達(dá)9%，從而延長(zhǎng)潛水時(shí)間。

為了獲得這項(xiàng)研究的證據(jù)，Melissa Ilardo在印度尼西亞的Jaya Bakti花了幾個(gè)月的時(shí)間，從Bajau和他們的陸居鄰居Saluan那里采集基因樣本并對(duì)脾臟進(jìn)行超聲波掃描。結(jié)果在哥本哈根大學(xué)進(jìn)行測(cè)序，并清楚地顯示Bajau的脾臟中位數(shù)比Saluan大50%。在非潛水的Bajau個(gè)體以及經(jīng)常自由潛水的人中也可以看到擴(kuò)大的脾臟。

由哥本哈根大學(xué)，劍橋大學(xué)和伯克利大學(xué)的學(xué)者領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組因此消除了較大的脾臟只是對(duì)潛水的塑料反應(yīng)并開(kāi)始研究Bajau基因數(shù)據(jù)的可能性。他們發(fā)現(xiàn)Bajau的成員有一個(gè)叫做PDE10A的基因，而Saluan卻沒(méi)有。據(jù)認(rèn)為PDE10A基因控制甲狀腺激素T4的水平。

“我們相信，在Bajau，他們有適應(yīng)能增加甲狀腺激素水平，因此增加脾臟大小，”Melissa Ilardo說(shuō)。“小鼠體內(nèi)已顯示甲狀腺激素和脾臟大小有關(guān)。如果遺傳改變小鼠缺乏甲狀腺激素T4，它們的脾臟大小會(huì)急劇減少，但這種效果實(shí)際上可以通過(guò)注射T4來(lái)逆轉(zhuǎn)。”

這是第一次在人類(lèi)中追蹤對(duì)潛水的遺傳適應(yīng)。Ilardo補(bǔ)充說(shuō)，“到目前為止，海洋游牧民族是否在遺傳上適應(yīng)了他們的極端生活方式，我們完全不知道。以前研究的唯一特征是泰國(guó)海洋游牧兒童的優(yōu)越水下視野，但這被證明是對(duì)訓(xùn)練的塑料反應(yīng)，并且可以在歐洲隊(duì)列中復(fù)制。“

Ilardo最初被警告不要在哥本哈根大學(xué)攻讀博士學(xué)位，她的上司 - 在劍橋大學(xué)圣約翰學(xué)院和哥本哈根大學(xué)擔(dān)任雙重職位的Eske Willerslev教授，以及同時(shí)擔(dān)任雙重職位的Rasmus Nielsen教授，哥本哈根大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校。威勒斯列夫教授說(shuō)：“我們告訴梅麗莎，這是一個(gè)非常冒險(xiǎn)的博士，她需要意識(shí)到她很可能一無(wú)所獲。”“無(wú)論如何，她說(shuō)她想要做到這一點(diǎn)，并且得到了回報(bào)。梅麗莎是對(duì)的，我們的擔(dān)憂(yōu)是錯(cuò)誤的。”

該研究還對(duì)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域產(chǎn)生了影響。人類(lèi)潛水反應(yīng)模擬急性缺氧的狀況，其中身體組織經(jīng)歷快速的氧氣耗盡。它是急診護(hù)理并發(fā)癥的主要原因，因此已成為幾項(xiàng)遺傳學(xué)研究的主題，特別是與生活在高海拔地區(qū)的人群有關(guān)。

研究Bajau等海洋居民具有以新的方式研究急性缺氧的巨大潛力。“這是我們第一次真正擁有像人類(lèi)一樣的系統(tǒng)來(lái)研究，”Rasmus Nielsen博士說(shuō)。“它將幫助我們將遺傳學(xué)和對(duì)急性缺氧的生理反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)。這是大自然為我們做出的缺氧實(shí)驗(yàn)，使我們能夠以一種我們無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的方式研究人類(lèi)。”

這些研究結(jié)果為進(jìn)一步研究其他Sea Nomad人群提供了可能性，例如泰國(guó)Moken人口和韓國(guó)濟(jì)州的Haenyeo潛水女性。研究類(lèi)似的人群可以更多地闡明人類(lèi)生理學(xué)與極端生活方式的遺傳適應(yīng)之間的聯(lián)系的性質(zhì)，并澄清這些遺傳適應(yīng)是否已經(jīng)單獨(dú)發(fā)展。

采取這一研究領(lǐng)域的后續(xù)步驟是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的生活方式在許多社區(qū)受到威脅。“這項(xiàng)研究是研究生活在極端條件下的這些小群體的價(jià)值的一個(gè)很好的例子，”Eske Willerslev教授說(shuō)。“他們中的許多人受到威脅，這不僅僅是文化和語(yǔ)言上的損失，而是一般的遺傳學(xué)，醫(yī)學(xué)和科學(xué)。從這些未被充分研究的人群中收集的信息仍然很多。”