新聞 > 科教 > 正文

如果世界只剩一男一女 人類數量還能恢復嗎?

圖為澳大利亞附近的豪勳爵島。由於外來物種的入侵,該島上的物種一度被逼到了滅絕的邊緣。

紐西蘭的瀕危動物鴞鵡很難實現物種復興,部分原因是基因多樣性過低。

19世紀的歐洲皇室便是近交衰退的活生生的例子。

如果我們決心去做的話,只需幾個世紀便能恢復現在的人口數量。

北京時間1月21日消息,如果世界上只剩兩個人,還能恢復地球上的人類數量嗎?

柏爾的金字塔島(Ball’s Pyramid)坐落於澳大利亞以東600公里處,如同一塊伸出海面的玻璃碎片。多年以前,外來的掠食者乘坐輪船登臨該島之後,不到兩年時間,島上的「居民」就幾乎被殺得片甲不留。在這座島陡峭懸崖的中間位置,生長著一叢纖弱的灌木,該種族的最後兩名倖存者就藏身於此。它們逃過了大屠殺,9年之後,這對「亞當」和「夏娃」的子孫後代數量就達到了9千之多。

但這並不是造物主的傳說。這對幸運的伉儷也並非人類,而是一種名叫豪勳爵島竹節蟲的物種。1918年,黑鼠入侵了它們的原產地豪勳爵島,不久之後,該物種就被人類視為滅絕了。然而83年之後,人們卻在柏爾的金字塔島上發現了它們的存在。這一奇蹟般的發現歸功於一組科學家,他們於2003年來到柏爾的金字塔島,爬上了高達500英尺(約合152米)的懸崖峭壁。這些竹節蟲被命名為「亞當」和「夏娃」,被送往墨爾本動物園開展一項繁殖項目。

在經歷了種族大屠殺之後捲土重來只是一方面。雌性豪勳爵島竹節蟲每10天便能產下10枚卵,而且還可以單性生殖,也就是說,它們不需要雄性配偶便能繁殖後代。但對於人類來說,繁衍種族就是另外一回事了。我們能繁殖出這麼多後代來嗎?需要多久才能做到呢?

這個問題的答案可不像酒館裡腦洞大開的聊天話題那樣簡單。NASA曾研究過在移民外星球之前需要派去多少人,也制定過有關保護瀕危物種的決策,因此,這是一個越來越重要、也越來越緊迫的問題。

讓我們跳到一百年之後看一看。在這一百年間,人類的發展方向出了大問題,機器人大規模崛起,將人類從地球上清除一空——這是史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在2014年提出的預言。只有兩個人倖免於難。因此我們沒有別的可選,他們之後的第一代人類都將是兄弟姐妹關係。

弗洛伊德認為,亂倫和弒父、弒母一樣,是唯一一項全世界通行的人類禁忌。亂倫不僅噁心,更是一種危險的行為。一項針對1933年到1970年間出生在捷克斯洛伐克的兒童的研究顯示,父母雙方為一級親屬的兒童中,將近40%的兒童都有嚴重殘疾。在這部分兒童中,更有14%的兒童最終夭折。

隱性風險

要理解為什麼近親繁殖如此危險,我們得明白基因的運作機制。我們的每一個基因都有兩份,分別來自父親和母親。但是,有些基因只有在完全相同的情況下,才會表現出變異性狀。大多數遺傳病都是由這些隱性基因引起的。隱性基因能夠躲開進化「雷達」的法眼,因為單個這樣的基因是無害的。事實上,每個人的基因體中,都平均有1到2個致命的隱性基因。

如果一對夫妻之間是親戚關係,隱性基因就很難繼續隱姓埋名了。以罕見的隱性疾病色盲為例,每33000個美國人中,就有1名色盲患者;而每100人中,就有一名色盲基因攜帶者。如果大屠殺的兩位倖存者中,有一位攜帶色盲基因,那他們的後代就有四分之一的機率攜帶一個色盲基因。到這一步看,情況還不錯。但在這一代人類進行近親繁殖之後,風險就會大大上升——後代有四分之一的機率攜帶兩個色盲基因。因此,第一代夫妻的孫輩患色盲的機率就是16分之一。

這也正是西太平洋上一處偏遠的環礁、平吉拉普島上居民的命運。18世紀時,一場颱風席捲了這個小島,只有20人倖免於難。其中一人便攜帶有色盲基因。由於基因庫太小,如今,這個島上有十分之一的居民都是全色盲患者。

雖然風險很大,如果倖存者們生的孩子夠多,還是有一些會是健康人的。但如果在接下來的幾百年間,他們都繼續進行近親繁殖呢?你不需要從某個小島上找到答案,歐洲皇室就是近期繁殖的狂熱愛好者。在兩百年中,有九代人都為了政治目的,和自己的堂親表親、伯父叔父、侄子侄女聯姻。西班牙哈布斯堡家族便是一個活生生的例子。

查爾斯二世是這個家族中最著名的受害者。他出生時便患有一系列生理和精神上的殘疾,直到8歲時才學會走路。成年之後,由於他無法生育,導致了整個王朝的滅亡。

2009年,一些西班牙科學家揭露了查爾斯的病況之所以如此糾結複雜的原因。他的近親係數(inbreeding coefficient,指從父母雙方遺傳到完全相同基因的概率)比親兄弟姐妹生下的孩子還要高。

生態學家也採用了這一係數評估瀕危物種面臨的遺傳風險。「物種數量過少的話,每個個體遲早都會和其它個體之間存在親屬關係。隨著它們之間的相關度增加,近親繁殖帶來的影響也會變大。」紐西蘭奧塔哥大學的布魯斯·羅伯特森博士(Bruce Robertson)解釋道。他正在研究紐西蘭的鴞鵡——一種巨大的、不會飛行的鸚鵡,地球上如今僅剩125隻。

近親繁殖對鴞鵡精子質量的影響尤其引人關注。近親繁殖使無法孵化的卵的比例從10%提高到了40。羅伯特森表示,這就是近交衰退的例子,由物種中隱性基因缺陷所引起。雖然鴞鵡有大量食物可供食用,還免受天敵攻擊,但它們也許還是難逃滅絕的厄運。

免疫多樣性

瀕危物種還面臨著長期風險。雖然它們也許現在已經很好地適應了自己生存的環境,但基因多樣化才能讓它們更好地迎接未來的種種挑戰。在這種情況下,沒有什麼東西比免疫力更重要了。「大多數物種都在努力提高免疫多樣性,甚至人類也是這樣。我們在多種多樣的免疫力類型中尋找自己的配偶,這樣我們的後代才有豐富的免疫能力。」杜倫大學的菲利普·史蒂芬斯博士(Philip Stephens)說道。在我們的進化史上,人們曾認為,如果能和原始人交配,我們的免疫系統基因將大大豐富。

但即使人類做到了這一點,作用也微乎其微。如果一小群人類與世隔絕太久,他們就會受到「奠基者效應」的影響,即基因多樣性的缺失會增加該種群基因巧合的概率。這些新人類不僅長相和我們不同,聲音和我們不同,更可能成為一個完全不同的物種。

那麼,我們究竟需要多大程度的多樣性呢?史蒂芬斯表示,這一問題早在上世紀80年代就引起熱議。當時,一名澳大利亞科學家提出了一條通用的經驗法則。「理論上來說,你需要50個人,才能避免近交衰退;500個人,才能適應不同情況。」這條法則一直沿用至今,但考慮到基因從一代傳到下一代時可能出現的隨機損失,這個數字變成了500-5000.

這個概念也讓人們對大型瀕危動物保護慈善組織的政策表示質疑,因為這些組織往往優先保護最瀕危的物種。「這種保護以治療類選法為原則——你要仔細檢查戰場上的傷員,看看是否有救活的希望。這種方法聽上去不錯,但用在解救物種身上又怎麼樣呢?」

但在你否定這對倖存者之前,正如一名科學家所說,我們本身就是遺傳缺陷的活生生的例子。據解剖學和考古學證據顯示,我們的祖先本來就沒能達到人口數量的目標,在長達一百萬年的時間裡,地球上只有一千人左右。5萬年至10萬年之前,我們的祖先走出了非洲,這又是一個艱難的轉折點。你可能會想,我們當時的基因多樣性一定奇低無比。2012年,一項對兩種相鄰種族的黑猩猩之間基因區別的研究顯示,單單一個種族之中的基因多樣性都比今天地球上的70億人類要高。

我們只能把賭注下在模仿先人的做法上。古人類學家約翰·摩爾(John Moore)以早期人類的小型遷移團體(約160人)為模型展開了研究。他建議從無子嗣的年輕夫婦入手,尋找他們可能攜帶的危險隱性基因。不過,摩爾的研究目的是解決長期太空旅行的問題,而不是在星球上繁殖後代。他的研究數據顯示,在派出去的先驅們返回地球之前,與世隔絕的時間不能超過200年。

那麼,地球上最後一名男人和女人會怎麼樣呢?雖然史蒂芬斯暫時還保持著樂觀態度,但這個問題是無法下定論的。「低基因多樣性的短期影響有著明顯的證據,但這些都是不確定的事情。我們聽過很多命懸一線、卻力挽狂瀾的故事,說明一切皆有可能。」

只要人類的末日沒有摧毀現代文明的根基,人類就能以極快的速度「死灰復燃」。20世紀初,北美地區的哈特人——順便說一句,他們的近親繁殖率非常高——創造了有史以來人口增長速度的最高紀錄,每17年便翻一番。接下來的要求很難開口,但如果每名女性都生育8名子女,我們只要556年時間,便能恢復到現在的70億人口,重新經歷當下的人口危機。

責任編輯: 於飛  來源:新浪科技 轉載請註明作者、出處並保持完整。

本文網址:https://tw.aboluowang.com/2016/0122/680678.html

相關新聞