是DNA的什麼變化使猿變成了人？

人類從何而來？使人出現的生理機制是什麼？人類還在演化嗎？經過科學家們多年的研究，這些問題都已經有了一些答案。近年來迅猛發展的分子生物學，更是在這些研究中發揮了重要作用，不僅為現代人類出現的過程提供了重要線索，許多人類特徵的出現，也可以從

DNA的變化中得到解釋。

人是智力最高的動物

猩猩和一些鳥類已經能夠使用甚至製造工具，但是那些工具都是簡單和原始的。人類不僅能夠製造的工具，而且製造的工具也越來越複雜和先進。製造工具的材料從石頭到土壤燒製（陶器），青銅、鐵直到現代的冶金和各種合成材料，運輸工具從獨輪車、馬車到汽車、火車、飛機、輪船，以致宇宙飛船，動力從人拉肩扛到蒸汽機、內燃機、電動機，從用火照明到電燈，從人工傳書到電報電話再到影片通訊，人類製造的工具極大地改變了人的生活方式，使其越來越方便、高效和舒適。人類發明的科學研究工具，如顯微鏡、望遠鏡、離心機、

X-射線衍射儀、各種光譜儀、質譜儀、核磁共振儀、電子自旋共振等，都極大地擴充套件了人類認識世界的能力。

許多鳥類能夠給自己建窩，但是這些窩多不能遮日曬，也不能擋雨淋；最聰明的哺乳動物黑猩猩，仍然居無定所。而人類不但能夠給自己建造長期居住的房屋，還發展到具有上下水、通電、通氣、通網際網路、帶空調的現代化住宅，並且建造出各種功能齊全的現代化城市，使人類生活在自己創造的環境中。

動物之間也可以透過聲音來交換資訊，但是聲音訊號數量不多，訊號之間的組合少，而人類的語言不僅有成千上萬的詞彙，還有語法，讓這些詞彙用多種方式進行組合，形成千變萬化的句子，高效地傳播和交流資訊。

文字更是人類的發明。文字可以將語言記錄下來，使得人類的知識可以在大腦之外儲存和傳播，積累成為一個整體並且不斷豐富，成為人類的共同財富。每個人原則上都可以透過文字中接觸到人類過去積累的全部知識，又透過文字貢獻自己的知識和想法，大大加速人類社會的發展。

鳥和猩猩已經有抽象思維，人類的抽象思維則大大擴充套件，產生出宗教、哲學、科學。人類不但被這個世界所產生，還可以反過來研究和理解這個世界。

有些動物已經會舞蹈和歌唱，而人類的舞蹈和歌唱不僅複雜和豐富得多，還發明瞭樂器和組建樂隊。繪畫、雕塑、小說、電影、戲劇等，更是人類特有的文化藝術活動。

人類所有這些進步背後的原因，除了身體的改變使人直立行走，演化出了做事情的手和發聲器官外，最重要的就是人類智力發展。這些變化不是憑空突然出現的，而是在猿類動物的基礎上發展出來的。

古代人類從非洲猿類演化而來

達爾文早就注意到人與猩猩之間的相似性，在

1871年出版的《人類起源與性的選擇》（The Descent of Man and Selection in Relation to Sex）一書中，達爾文就認為在非洲生活的黑猩猩和大猩猩是和人親緣關係最近的動物，並由此推斷人類是從非洲這類動物演化出來的（In each great region of the world the living mammals are closely related to the extinct species of the same region。 It is， therefore， probable that Africa was formerly inhabited by extinct apes closely allied to the gorilla and chimpanzee； and as these two species are now man‘s nearest allies， it is somewhat more probable that our early progenitors lived on the African continent than elsewhere。）。在當時，還幾乎沒有早期人類的化石證據，更沒有分子生物學的資料，但是隨後的研究表明，達爾文的這兩個推斷是完全正確的。

分子生物學的研究表明，黑猩猩（

chimpanzee）的DNA有98%以上與人類相同，是所有動物中相似程度最高的，絕大部分基因也與人類相同，因此是與人類關係最近的親戚，大猩猩（gorilla）其次，在亞洲生活的紅毛猩猩（orangutan）和長臂猿（gibbon）的關係就更遠一些，證明了達爾文當初的論斷

人類、黑猩猩、大猩猩、長臂猿和紅毛猩猩都屬於哺乳動物中“靈長類動物”（

primate）裡面的“人猿總科”（Hominoidae）。在本文中，我們把除人類以外的人猿總科動物都稱之為“猿”，以與人類相區別。猿體型較大，沒有尾巴；另一些靈長類動物是“猴”，體型較小，身後有尾巴。靈長類動物的腦容量與體重的比例都超過其他哺乳動物兩倍以上，也就是具有比較發達的大腦。

不僅如此，比較靈長類動物與其他哺乳動物以及靈長類動物之間

DNA差異的程度，科學家還能夠推斷出人類從哺乳動物演化出來的過程中主要事件的時間段。大約在8500萬年以前，靈長類動物與其他哺乳動物分開；大約2500-3000萬年前，猿類與猴類分開；大約1500萬年前，非洲猿與亞洲猿分開；大約800-900萬年前，大猩猩從非洲猿中分化出去；大約700萬年前，黑猩猩又從非洲猿中分化出去，餘下的猿類則逐漸演化成為人類。

對古人類化石研究的結果也與分子生物學研究的結論相一致。迄今發現的最古老的，

骨骼特徵已經和猿類動物有明顯區別

的早期人類化石，都在非洲。例如在查德發現的“沙赫人”（

Sahelanthropus

）的化石有大約

700

萬年的歷史。在肯亞北部發現的“圖根猿人”（

orrorin

）化石有

600

萬年的歷史，

在衣索比亞發現的“卡達巴地猿”（

Ardipithecus kaddaba

）化石有大約

560萬年的歷史，在衣索比亞發現的“露西”（Lucy）化石有大約320萬年的歷史。

相比之下，非洲以外最早的人類遺蹟只有

200萬年左右的歷史。例如在中國重慶市巫山縣

廟宇鎮

龍坪村

龍骨坡發現的“巫山人”是迄今為止在中國發現的最早的人類化石，有

214萬年的歷史；在中國西安市藍田縣上陳村發現的石器有大約210萬年的歷史；在喬治亞的“德馬尼西”（Dmanisi）鎮發現的人類化石有大約180萬年的歷史。當然不能完全排除非洲以外還會發現更早人類化石的可能性，但是從非洲大量出土的700萬-200萬年前的人類化石，以及黑猩猩只生活在非洲來看，最大的可能性還是人類是從非洲黑猩猩類的動物演化而來的。

現代人類的誕生：走出非洲說

古代人類在非洲誕生的看法已經很少受到質疑，但是非洲以外人類的化石也有大約

200萬年的歷史，是一個相當長的時期。現代不同地區的人類是從世界各地的古人類分別演化而來，還是都來自一個共同的，年代比較近的現代人類祖先，就是一個難以回答的問題。在這裡，分子生物學又發揮了它的威力，即用DNA序列的中的資訊來追蹤世界各地現代人類的演化史，根據的主要是線粒體DNA，Y染色體DNA，以及一種叫做“Alu”重複序列在DNA中插入的位置。

線粒體（

mitochondria）是一種叫做“

a

-變形菌”（

a

-Proteobacterium）的細菌進入古菌（Archaea）細胞後變成的一個細胞器，是細胞的“動力工廠”，至今保留了變形菌的一些DNA。動物在繁殖時，只有來自母親卵細胞的線粒體遺傳給了後代，精子中的線粒體要麼不能進入卵細胞，要麼在受精後在卵細胞中被銷燬。因此分析各種現代人群中線粒體DNA序列的變化狀況，就可以追蹤人類母系的遺傳狀況。

對世界不同地區人類線粒體

DNA序列的分析表明，現代人類的線粒體DNA可以分為6個支系，從L1 到L6。這6個支系都可以在非洲找到，但是在非洲以外只能找到L3，說明只有L3這一支走出了非洲，因此所有的現代人應該都起源於非洲。所有這些支系都可以追溯到現代人類最古老的線粒體DNA祖先L0，代表所有現代人類的母親，也被稱為“線粒體夏娃”，生活在大約15萬年前的非洲。

Y染色體只存在於男性中，所以只能從父親傳給兒子。分析全世界不同人群的Y染色體DNA序列，也可以分為許多支系，以英文字母命名。其中最古老的A系和B系都在非洲，只有CR系（也叫M168系）走出非洲。這些支系也可以追溯到現代人類最古老的Y染色體形式，代表現在所有人類的父親，被稱為“Y染色體亞當”，生活在大約20萬年前的非洲。

Alu重複序列屬於一類能夠在DNA中透過轉錄和反轉錄而“跳來跳去”的DNA序列，被稱為“轉座子”（transposon），或者“跳躍子”。由於插入DNA中同樣位置的機率極低，從Alu序列插入DNA中的位置，也可以追蹤DNA演化的過程。對全世界16個人群的664位個人的Alu插入狀況的分析，也支援現代人類產生於非洲的說法。

現代人類起源自非洲，已經在非洲以外生活的古人類又到哪裡去了呢？隨著從化石中提取

DNA進行測序技術的進步，科學家對歐洲和亞洲年代較早的一些人類化石進行了DNA分析，發現這些人已經滅絕了，或者說被現代人取代了，證據是他們的DNA和現代人不同，而且分為兩種。

第一種最初是在德國的尼安德特山谷（

Neanderthal valley）中發現的，被稱為“尼安德特人”（Neaderthals）。他們身體粗壯，四肢較短，而腦容量較大（男性大約1600 立方厘米，女性大約1300立方厘米）。對歐洲和西亞14個地區，23個人類化石的DNA分析表明，這些人類都是尼安德特人，說明尼安德特人曾經居住在歐洲和西亞的廣大地區，包括德國、法國、比利時、西班牙、義大利、克羅埃西亞、西伯利亞西部等地。

第二種最初是在

西伯利亞

中

南部

阿爾泰（

Altai）山脈

，靠近哈薩克、中國和蒙古邊境

的丹尼索瓦洞穴（

Denisova cave）中發現的，叫做“丹尼索瓦人”（Denisovans）。迄今為止已經有5位丹尼索瓦人的化石在該洞中發現，他們的線粒體DNA與尼安德特人的明顯不同。在中國甘肅省夏河縣甘加鄉白石崖洞中發現的16萬年前的古人類下頜骨化石，其膠原蛋白的序列特徵與在西伯利亞丹尼索瓦洞穴發現的丹尼索瓦人的膠原蛋白一致，在洞裡沉積層中發現的線粒體DNA也與丹尼索瓦人相同，證明16萬年前在中國大陸生活的人為

丹尼索瓦人。丹尼索瓦人從大約30萬年前開始廣泛分佈於東亞，大約在2-3萬年前滅絕。

現代人的

DNA中有不到百分之五來自尼安德特人和丹尼索瓦人，表明現代人和這兩種人曾經共同生活過相當長的時間，而且有過交配。但是現代人絕大部分的DNA不是來自尼安德特人和丹尼索瓦人這一事實表明，歐亞大陸的現代人不是從這個地區的古代人類演化而來的。現代人類產生於15-20萬年前的非洲，在大約10萬年前走出非洲，取代了尼安德特人和丹尼索瓦人。因此，10萬年前生活在非洲以外的所有人種，包括中國的北京人，都不是現代人類的祖先。在北京周口店附近田園洞發現的“田園洞人”生活於4萬年前，其DNA就已經與現代人的DNA類似，而只有大約1%的DNA來自丹尼索瓦人，支援從非洲來的現代人類取代了中國古代人類的想法。

這個現代人“走出非洲”（

Out of Africa）的觀點為科學界多數人所接受，同時也受到一些質疑，主要反對理由是非洲以外發現的人類化石和文化有一定的連續性。例如在中國，除了214萬年前的“巫山人”，還有170萬年前的“元謀人”，160萬年前的“藍田人”，70萬年前的“北京人”，60萬年前的“南京人”，20萬年前的“金牛山人”，10萬年前的 “許昌人”，7萬年前的“柳江人”，4萬年前的“田園洞人”，3。5萬年前的“資陽人”，1萬多年前的“山頂洞人”等。

這些人類化石結構的特點被認為與現代的亞洲人相似，例如

70萬年前的北京人頭頂呈兩面坡狀，臉部扁平，顴骨突出，與現代東亞人的特徵一致。70萬年前在印度尼西亞生活的“爪哇人”，顴骨高而寬，又與附近澳大利亞的現代土著人相似。中國的舊石器時代文化、新石器時代文化、原始社會文化看上去一脈相承，沒有出現斷層或大的改變。如果10萬年前走出非洲的現代人取代了這些在中國生活的比較古代的人，這些文化應該有比較突然的變化。這些事實似乎表明，現代的亞洲人，包括中國人，是早就在這些地方生活的古人類的後代，其他地方的現代人也是由那些地方的古人類變來的，這種學說叫做“多地區起源說”（Multiregional Evolution）。

然而多地區起源說難以解釋世界各地人群之間線粒體

DNA、Y染色體DNA和Alu插入位置的高度關聯性，也與4萬年前的田園洞人具有類似現代人的DNA，只含有1%丹尼索瓦人的DNA的事實相沖突。在中國過去200萬年中不同時期古人類DNA資料缺乏的情況下，僅憑化石的結構特徵是難以建立這些古代人類之間的傳承關係的。

從線粒體

DNA、Y染色體DNA和Alu插入位置中瞭解人類從猿類演化途徑，只需要知道序列變化本身，並不需要知道這些DNA變化在生理功能上的意義。然而許多DNA序列的改變是有生理後果的，正是這些改變使一些猿變成了人。

使猿變成人的

DNA改變

生命活動主要是由蛋白質分子來執行的，而蛋白質又是由

DNA來編碼的，DNA序列的改變就有可能改變一些蛋白質分子中氨基酸的序列，影響蛋白質的功能。DNA也含有基因（為蛋白質和具有生理功能的RNA編碼的DNA片段）的調控資訊，規定各種基因在什麼時候、什麼地方表達，以及表達多少，DNA序列的改變也可能改變這些調控的狀況，使得蛋白質和功能RNA形成的時間、位置和多少發生變化。之所以人類具有和黑猩猩不同的身體結構和生理功能，是一些蛋白質本身發生變化和蛋白質生成狀況發生變化的綜合結果，歸根結底是由於DNA序列的變化。

人體的每個細胞（生殖細胞除外）含有兩份遺傳物質，一份來自母親，一份來自父親。每一份遺傳物質叫做一套基因組（

genome），即每份遺傳物質中DNA的全部序列。女性的兩套基因組彼此相同，共含有23對染色體（22對常染色體和一對性染色體XX），每套基因組含有約30億鹼基對（2022年的最新資料為

3，054，815，472 bp）

。男性的兩套基因組在性染色體上不同，因此含有

22對常染色體，一條X染色體和一條Y染色體，其中Y染色體含有約6，200萬鹼基對（

62，460，029 bp），因此人類的DNA一共有3，117，275，501鹼基對。

與黑猩猩的基因組比較，黑猩猩的第

2a和第2b染色體在人類中彼此連線，形成人類的第2號染色體。在人類的第1、4、5、9、12、15、16、17和18號染色體中還有一些DNA片段的方向發生翻轉，成為逆向。在人類基因組的約30億鹼基對中，有大約3500萬單個核苷酸序列與黑猩猩不同，例如從C變成了T， A變成了G等等。此外還有大約500萬處序列插入（新增核苷酸序列）或者丟失。這些DNA序列的變化只佔人類基因組的不到2%，而且多數處於非編碼區域或非調控區域，因而沒有生理後果，但是其中的一些變化卻產生了極大的作用，使猿變成了人。從已經發現的具有生理效果的DNA序列變化來看，這些序列變化能夠以多種方式影響蛋白質的表達狀況。

最直接的影響是出現人類特有的蛋白質，由人類特有的基因編碼。到目前為止，還沒有發現從黑猩猩的非編碼

DNA變成人類中為蛋白編碼基因的情形。人類特有的為蛋白編碼的基因，都是透過“基因複製” 或者叫“基因加倍”（gene duplication）的過程產生的，即同一基因的份數量從一份變為兩份，其中一份發生人類特有的變異。基因加倍可以透過同源重組（homologous recombination）的錯誤或者透過mRNA逆向轉錄為DNA，再組入染色體而產生。基因變為兩份後，其中一份基因可以保持不變，執行原來的功能，這樣動物原有的生理活動不至於受到影響；而另一份基因是“多”出來的，有變化的“自由”，產生新的功能，成為人類特有的基因，產生人類特有的蛋白質。

基因複製，即使沒有導致新的基因出現，也可以增加基因的份數，使被編碼的蛋白質的產量增加，增強原來基因的效果。

人類特有的

DNA變化也包括在人類中失活的基因。從猿到人也不一定只需要新的基因出現，有些基因失去功能，變為“偽基因”（pseudogene），不再產生蛋白質，也可以在人類演化中發揮作用。

人類特有的

DNA變化還包括調控序列的變化。即使基因的編碼部分保持不變，其調控機制發生變化，也可以使蛋白產生的時間、地點和多少發生變化，導致不同的生理效果，在猿變人的過程中起重要作用，甚至是主要作用。調控狀態的變化可以由啟動子（promoter）或增強子（enhancer）序列的變化引起，也可以由染色質（chromatin）結構的改變引起。例如組蛋白甲基化和乙醯化狀況可以決定一段染色質是緊密包裝的還是鬆弛開啟的，從而影響這段染色質中基因的表達狀況。

RNA分子也活躍地參與調控過程。RNA不僅可以作為信使RNA（mRNA）轉達基因表達的資訊，在核糖體中指導蛋白質的合成，還可以透過多種方式影響基因表達，例如影響mRNA的穩定性和轉譯過程、改變染色質的結構等。調控RNA也來自DNA序列，DNA序列的改變也會使調控RNA的序列發生變化，改變其功能。

甚至

mRNA的剪接方式的變化也在人類演化中發揮作用。剪接方式的變化可以從同一個基因形成不同的蛋白質，被發現與人類大腦的形成有關。

下面是一些已經取得的具體成果。

CMAH

基因的失活增強人的奔跑能力

猿類動物在變成直立行走的人的過程中具有先天優勢：它們棲息在樹上。由於樹幹主要是豎直方向的，使得猿的軀幹在大部分時間都處於豎直狀態，就是在地面上時，它們也多取坐姿，而且所有的猿類都有一定程度的用後肢行走的能力。而在地面上食草的哺乳動物如牛和羊，它們的軀幹就一直處於水平狀態，不會坐，也不會用後肢行走。

多次發生的乾旱使非洲的森林逐漸變為草原，猿人也被迫從樹上生活轉變為在草原上生活。原來在樹上身體豎直的狀態也比較容易地轉變為在草地上身體直立的狀態，而且由於不再需要爬樹，猿人也從原來的四肢攀爬改為用兩條後肢行走。

直立行走可以使頭部的位置提高，在廣闊的草原上獲得更好的視野。後肢行走也使前肢解放出來，演化為可以做各種工作的“手”，因此直立行走是猿變人的一個重要標誌。

從森林到草原，水果和嫩葉的來源大減，迫使猿人變為狩獵者，早期猿人居住地發現的大量動物骨骼就證明了這一點。跟蹤和捕獲動物都需要長途跋涉和奔跑，而肌肉不容易疲勞，具有更好奔跑耐力的猿人就擁有更好的生存優勢。

這時

DNA序列上的一個變化發生了。一個叫做“胞苷單磷酸-N-乙醯神經氨酸羥化酶

”（

Cytidine monophospho-

N

-acetylneuraminic acid hydroxylase，

CMAH

） 的基因在為蛋白質編碼的區域失去了

92

個鹼基對，使得這個基因變成偽基因。

CMAH

蛋白的功能是使

N-

乙醯神經氨酸

（

N

-Acetylneuraminic acid，Neu5Ac）的乙醯基上再加一個羥基，

使其變為“羥乙醯神經氨酸”（

N

-Glycolylneuraminic acid，

Neu5Gc

，唾液酸

sialic acids

中的一種）。這是一種非常古老的分子，通常位於糖鏈的末端，在細菌的莢膜，分泌的糖蛋白，以及動物細胞表面廣泛存在，

CMAH

基因的這個突變使得人類不再能夠生產

N-

羥乙醯神經氨酸。

小鼠、豬和黑猩猩的

CMAH

基因高度相似，而且都具有活性。尼安德特人的骨化石中就只有

N-

乙醯神經氨酸，而沒有羥乙醯神經氨酸，說明在尼安德特人中，

CMAH

基因已經失活，因此其編碼區

92

個鹼基對的丟失發生在人類與黑猩猩分化之後，大約在

320

萬年前。

將小鼠的

CMAH

基因敲除，小鼠的奔跑耐力會增加，肌肉中有更多的毛細血管，也更不容易疲勞，說明人類中這個基因的失活可能是人類奔跑耐力增加的原因。人類是運動耐力最高的動物之一，馬拉松比賽就證明了人類的奔跑耐力。獵豹可以跑得很快，但那只是短時間的爆發力，不能持久。

EN1

基因增強子的序列變化使人類成為最能出汗的動物

人類奔跑時會產生大量的熱，製造工具、狩獵、建造住所，也會產生額外的熱，而出汗就可以加速熱量的散發。汗大部分由水組成，由於水分子是極性的，分子之間透過氫鍵形成的吸引力非常強，不容易脫離其它水分子而“飛”到空中去（即蒸發）。在

37

攝氏度時，每克水蒸發時能夠帶走

574

卡的熱量，是所有已知溶劑中最高的，因此出汗是人類散發多餘熱量非常有效的方式。

為了應對人類勞動帶來的散熱需求，人類面板上汗腺的密度是所有靈長類動物中最高的。例如在人的臉部每平方釐米有大約

200

個汗腺，是黑猩猩汗腺密度的

10

倍以上。人類每小時可以排出

1

升甚至更多的汗液，全部蒸發時可以吸收近

60

萬卡的熱量。沒有這種排汗能力，人類就會因強體力活動導致的體溫升高而死亡。

在哺乳動物中，汗腺的生成主要是由一個叫“

engrailed 1

（

EN1

）”的蛋白控制的。敲除小鼠的

EN1

基因，就沒有汗腺生成。比較人和其他靈長類動物的

EN1

基因，發現為

EN1

蛋白編碼的區域並沒有改變，而是在“增強子”（

enhancer

，

DNA

序列中增加基因表達的部分）的序列發生了變化。使得

EN1

基因的表達水平更高，生成更多的

EN1

蛋白質，導致汗腺數量的增加。

在增強子的序列改變中，有兩個位置上人類特有的突變特別重要。其中一處序列

TCTCCGCCT

T

T

在人類中變成

TCTCCGCCT

C

T

（變化的核苷酸用粗體表示），另一處序列

A

CTGCGCCTTC

在人類中變為

G

CTGCGCCTTC

。這兩個序列都含有轉錄因子

SP1

的結合點，而這些突變使得人類的這個增強子對

SP1

的結合力更強，使得

EN1

基因的表達水平更高。

體毛消失和膚色變化

在樹林中生活的黑猩猩不用長途奔跑，也很少曬到太陽，因此身體散熱不是問題，保溫反而更重要，因此黑猩猩都有濃厚的體毛。但是到草原上後，陽光暴曬加上長途奔跑，都會使身體中有大量的熱，再擁有體毛就會嚴重妨礙散熱，因此早期人類解決散熱問題的一個辦法就是脫去大部分體毛。

脫去體毛後面板裸露，陽光中的紫外線直接照射到面板上，又會造成面板傷害甚至引起面板癌。為了減少紫外線造成的傷害，早期人類用“黑色素”（

melanin）來吸收陽光中的紫外線，因此早期人類的面板很可能是黑色的，而且一直持續到今天的非洲裔身上。

隨著冰川期消失，人類擴散到非洲以外的地區，包括歐亞大陸的高緯度地區。這些地區日照時間短，陽光較弱。由於維生素

D的合成需要陽光照射才能完成，深色的面板不利於吸收太陽光，於是高緯度地區的人類面板逐漸失去黑色素而顏色變淺，在這個過程中DNA序列的變化起了重要作用。

影響面板顏色的黑色素是在面板基底層中專門的“黑色素細胞”（

melanocyte）中生產的，可以大致分為兩種，即“真黑素”（Eumelanin）和“棕黑色素”（Pheomelanin）。真黑素的多少影響面板的黑白深淺，而棕黑色素的多少影響面板從棕色到黃色的變化。這兩種色素不同量的結合就決定面板的具體顏色。從黑色、棕色、黃色到白色。除了面板下層的黑色素細胞，毛囊中也有黑色素細胞，影響毛髮的顏色。

黑色素的合成是一個非常複雜的過程。細胞以氨基酸中的酪氨酸為原料，透過“酪氨酸酶”（

tyrosinase，TRY）的作用，再聚合而形成。細胞合成哪種黑色素，合成多少，受許多因素影響，因此許多基因及其表達狀況都可以影響人毛髮和面板的顏色。

酪氨酸酶

TYR是催化黑色素合成的第一步。在40-50%的歐洲人中，這個酶在第192位的氨基酸從絲氨酸變為酪氨酸，與這些歐洲人頭髮變為金色，面板顏色變淺有關。

位於黑色素細胞表面的“黑皮質素受體”（

melanocortin 1 receptor，MC1R）決定細胞生產哪種黑色素，是決定面板顏色的重要基因。當MC1R受體未被啟用時，黑色素細胞產生棕黑色素，而MC1R被啟用時，則產生真黑素。 MC1R有100多個變種，其中已經有三種被發現與頭髮變紅和面板變白有關，包括第84位的天冬氨酸變為穀氨酸，第142位精氨酸變為組氨酸，和第151位的精氨酸變為半胱氨酸。在中國，第163位的精氨酸變為谷氨醯胺，與面板顏色變淺有關。

黑色素細胞產生於動物發育中的神經脊，再移動到面板和毛囊。黑色素被合成後，還會被轉運到角質細胞內。“

KITLG”蛋白（KIT ligand protein）控制這個移動過程，也會影響毛髮和面板的顏色。在北歐人中，控制這個基因表達的DNA序列中有一個A到G的突變，使頭髮變為金色，而這個突變在非洲和亞洲極為少見。在超過80%的歐洲人和亞洲人中，第326位的丙氨酸變為甘氨酸，與面板顏色變淺有關。

“

SLC24A5

”（

Solute Carrier Family 24 Member 5

）基因的產物是一種離子交換通道，與黑色素的合成有關。在蛋白質第

111

位的丙氨酸變為蘇氨酸後，黑色素的合成減少，與歐洲人的面板顏色變淺有關。

“

SLC45A2

”（

Solute Carrier Family 45 Member 2

）基因的產物是一種轉運蛋白，與黑色素前體酪氨酸的轉運有關。其

374

位的苯丙氨酸變為亮氨酸後，黑色素合成減少，面板變白。這個變種在歐洲人中極為普遍，但是在其他地區的人群中極為稀少。

細胞中生產黑色素的結構叫做“黑色素體”（

melanosome），裡面的環境偏酸時生產棕黑色素，環境偏鹼時生產真黑素。“OCA2”（oculocutaneous albinism II）基因的產物能夠調節黑色素體的酸鹼度，因此也影響黑色素的合成。在亞洲東部和南部的人群中，包括中國的漢族人，第615位上的組氨酸變為精氨酸，與這些人群面板顏色變淺有關。

熟食

使肌球蛋白

16基因失活

和唾液澱粉酶基因

份數增加

乾旱的氣候也使得火災（可由閃電引起）頻發。猿人發現被燒過的動物和植物更好吃，火在晚上還可以用來照明，於是開始主動用火。燒過的土壤會變硬，導致陶器的出現，使猿人除了烤食物外，還可以煮食物，包括“熬湯”。

熟食使營養的消化和吸收大幅度改善，給大腦的擴張創造了條件，還可以消滅食物中的細菌和寄生蟲，使得猿人的健康狀況也得到改善。晚上用火照明也改變猿人“天黑即睡”的生活方式，有更多的時間用於社交和發展語言，因此用火也是猿向人轉變的又一個標誌。

食物變熟後不再需要強大的咀嚼功能，使得人類的咀嚼肌變少，下巴和臉部變小。比較人和黑猩猩的

DNA，發現人第16型肌球蛋白重鏈（Myosin heavy chain 16，MHY16）的基因中第18個外顯子（基因中為蛋白質編碼的DNA片段之一）中失去了兩個鹼基，使得隨後的三連碼移位，產生錯誤的蛋白質，MHY16基因也由此失活，變成偽基因。這是又一個在人類演化過程中基因失活的例子。

加熱過的澱粉分子斷為許多小片段成為“糊精”，可以被“唾液澱粉酶”（

Alpha-amylase 1， AMY1）消化，人類中唾液澱粉酶基因的份數也增加，在口腔中就開始對澱粉的消化。我們嚼饅頭時會感覺到甜味，就是唾液澱粉酶作用的結果。黑猩猩每份遺傳物質只含有1份AMY1基因，而在人類中達到3份。以富含澱粉的食物為主食的人，例如日本人，每份遺傳物質中就有3份或以上的唾液澱粉酶基因，而以肉食為主的雅庫特人（Yakut，主要在俄羅斯境內的

薩哈共和國

，以飼養馴鹿為生

）人每份遺傳物質就只含有2份AMY1基因。

吃容易消化的熟食也使得人的消化系統變小。由於消化食物是相當消耗能量的過程，消化系統的縮減也可以騰出更多的能量用於大腦的擴張。

對高海拔地區的適應

人類在非洲產生後，又走出非洲，到世界各地安家，其中也包括高海拔地區，例如中國的青藏高原和南美的安第斯山脈。在這些地方空氣比較稀薄，所含的氧氣也相應較少。

人從低海拔地區到高海拔地區時，為了保證身體得到足夠的氧氣，呼吸會加快變深，血液中血紅蛋白增多，紅血球數量增加。如果不能很好地適應，就會出現 “高原病”的症狀。紅血球過多會導致血液粘稠，流動阻力增大，增大迴圈系統的負擔。動脈壓力增高和血管通透性的增加會導致血漿滲出，發生肺水腫和腦水腫。迴圈系統的負擔長期加大也會導致心力衰竭。懷孕的婦女中流過子宮的血液減少，增加流產的機率。

為了適應在高海拔地區的生活，居住在青藏高原和安第斯山的人

DNA都發生了改變，導致基因型別和表達狀況發生改變，但是這兩個地區的人採取的策略不同。

在青藏高原生活的藏族人的適應方式是減少身體對缺氧的反應，防止紅血球過多症。在身體缺氧時，一種感受缺氧的蛋白質，“低氧誘導因子”（

Hypoxia-inducible factor，HIF）增多。HIF是轉錄因子，能夠啟動與缺氧反應有關基因的表達，因此要防止紅血球過多症，一個辦法就是阻止在低氧條件下HIF增多。

在氧氣供應正常的情況下，

HIF在一種叫做“EGLN1”（Egl nine homolog 1）的蛋白質的作用下不斷被降解，因此被保持在低水平。在低氧狀況下，EGLN1活性降低，使得HIF的濃度增加，啟動缺氧反應。而

在藏族人中，

EGLN1

基因發生了突變，第

4

位的天冬氨酸變為穀氨酸，第

127

位的半胱氨酸變為絲氨酸。這些變化增加了

EGLN1

的活性，在低氧情況下仍然能夠使

HIF

降解。

HIF

本身是由“

EPAS1

”（

Endothelial PAS domain-containing protein 1

）基因編碼的。在藏族人中，

EPSA1

基因的調控序列中有一個

T

到

A

的突變，使得結合轉錄因子的能力降低，使

HIF

蛋白的合成減少。

FGLN1

基因的變化和

EPAS1

基因調控序列的的變化都使藏族人

HIF

的水平即使是在高海拔地區也不升高，避免了紅血球過多症的發生。

居住在安第斯山的人則採取了另一種策略，不是防止

HIF

濃度增高，而是改善迴圈系統，使缺氧對心血管系統的損害不致發生。他們特有的幾個基因的型別都與心血管系統有關。例如基因“

BRINP3

”（

BMP/Retinoic Acid Inducible Neural Specific 3

）的產物就表達在動脈的平滑肌細胞中，在調控部位有一個

A

到

G

的變化；“

NOS2

”（

Nitric Oxide Synthase 2

）基因的產物是合成一氧化氮（

NO

）的酶，其調控部位有一個

C

到

A

的變化，而一氧化氮有鬆弛血管的作用；“

TBX5

”（

T-box transcription factor

）基因的產物是一個轉錄因子，與心臟的發育有關。其調控部位有一個

C

到

A

的變化。這些

DNA

序列的改變都不影響為蛋白質編碼的部分，但是可以影響基因的表達狀況，為安第斯人所特有。

由於這些基因型別的變化，居住在安第斯人的人雖然血紅蛋白的水平稍高，但是血液中與血液黏度有關的纖維蛋白原的水平卻比較低，孕婦子宮中血液供應也非常充足。

人類與語言文字有關的基因

人類的語言文字要求有對聽覺訊號和視覺訊號的轉換和理解，以及對發聲器官（說話時）和手（寫字時）肌肉的精確控制。任何一種能力受到損害都會影響人類的語言文字能力。

與人類語言文字有關的基因主要是透過對有語言障礙的人的研究發現的，包括

FOXP2

基因、

KIAA319

基因和

ROBO1

基因。

FOXP2

基因

在英國一個家族的三代人中，有

15

個人有語言障礙。比較這些人與正常人的

DNA

，發現是一個叫“

FOXP2

”（

Forkhead box P2

）的基因發生了突變，第

553

位的精氨酸變成了組氨酸。

FOXP2

基因編碼的，是一個轉錄因子，能夠控制與語言有關的基因的表達。它影響腦中神經細胞之間的連線和對肌肉運動的控制，在頭部結構的形成中也發揮重要作用。把剛出生的小鼠從母親身邊移開時，會發出人耳聽不見的超聲波叫聲。敲除小鼠的

FOXP2

基因，這種叫聲就大大減少，

FOX2

基因也與鳴鳥學習叫法有關。

英國家族受影響的成員中

FOXP2蛋白在第553位氨基酸的改變使得這個蛋白不再能夠結合到DNA上，而且在細胞中的位置也從細胞核中轉移到細胞質中，從而失去它作為轉錄因子的功能。

比較人和黑猩猩的

FOXP2

基因，發現人類的

FOXP2

基因在第

7

個外顯子中有兩處改變，第

303

處的蘇氨酸變為天冬醯胺，第

325

位的天冬氨酸變為絲氨酸。這些氨基酸的替換在所有測試過的人（

9

位非裔美國人，

10

位高加索人，

9

位亞洲人，

4

位美洲印第安人）都有發現，而在

29

種測試過的其他靈長類動物（例如黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、長臂猿）未有發現，說明這兩處氨基酸改變是人類特有的，也改變

FOXP2

蛋白在基因調控中的功能，在人類的語言發展中起重要作用。

尼安德特人的

FOXP2

蛋白序列中就已經有這兩處氨基酸變異，也許他們在一定程度上已經開始有語言交流。

KIAA0319

基因

1990

年，美國

康涅狄格州

（

State of Connecticut

）的一些學生被報道有閱讀障礙，包括不能快速閱讀，拼寫困難等，儘管他們的智力並不差。對這些學生的

DNA

進行檢查，發現與一個基因（

KIAA0319

）的突變有關，並且直接把這個基因編碼的蛋白叫做“讀寫障礙相關蛋白”（

Dyslexia-associated protein

）。研究發現，患者

KIAA0319

蛋白外顯子中的一處氨基酸由丙氨酸變成了纈氨酸，由

DNA

序列中的一處

G

到

A

的突變引起，使得這個蛋白不能發揮正常的功能。另一種變化是在啟動子區域有一個

G

到

A

的改變，形成一個對

Oct-1

蛋白質的結合點，而

Oct-1

蛋白的結合抑制啟動子的活性，使得

KIAA0319

的表達降低。這兩種變化都會影響

KIAA0319

的功能，導致語言障礙。

KIAA0319

蛋白是一個膜蛋白，可能與大腦發育時神經細胞之間的粘連和移動有關。比較人類和黑猩猩的

DNA

，發現

KIAA0319

基因編碼的蛋白質發生了兩處人類特有的氨基酸序列變化，包括第

364位的氨基酸變為天冬醯胺和第865位的氨基酸變為精氨酸，是人類特有的KIAA0319基因形式。

ROBO1基因

對一個芬蘭家族中

21

位有閱讀障礙症患者

DNA

的分析，還發現了一個叫做“

ROBO1

”（

Roundabout Guidance Receptor 1

）的基因被破壞，因此沒有

ROBO1

蛋白的表達。

ROBO1

基因的產物是位於細胞膜上的受體，在大腦發育過程中有引導軸突生長方向的作用，例如連線左右腦半球。

比較人類和黑猩猩的

ROBO1

基因，發現人類有

7

處氨基酸變異，說明人類的

ROBO1

是人類特有的基因形式，在人類特有大腦的發育中起作用。

語言文字已經是人類智力的表現，而人類的智力也是透過人類大腦的擴張而實現的。

人類與大腦發育有關的基因

人類從黑猩猩分化出來以後，伴隨著智力的提高，大腦的體積也不斷增加。例如黑猩猩的腦容量約為

337

毫升，

320

萬年前在

在衣索比亞直立行走的“露西”（

Lucy），其腦容量在375-500毫升之間。生活在230萬年至165萬年前的非洲“能人”（Homo habilis），腦容量增加到600-650毫升；在能人之後出現的“直立人”（Homo erectus），腦容量更增加到900-1000毫升，接近現代人（Homo sapiens）的1350毫升。人類有大約860億神經細胞，遠超黑猩猩的280億和大猩猩的330億。

人類大腦的增大，與一系列

DNA序列的改變有關。比較人和黑猩猩的DNA序列，已經發現有多個與此有關的基因和調控序列變化。

NOTCH2NL基因

NOTCH基因編碼的蛋白質是細胞表面的受體，在與鄰近細胞上的蛋白質配體結合時，能夠使鄰近細胞向不同的方向發展，在神經系統的發育中起重要作用。在大腦皮質的神經幹細胞中，NOTCH訊號通路決定這些幹細胞更多地自我複製以生成更多的幹細胞，還是促使這些幹細胞分化為神經細胞。

在紅毛猩猩分化出去以後，

NOTCH基因的一部分被複制，但是還沒有功能，在今天的大猩猩和黑猩猩中仍然沒有功能。但是在大約300-400萬年前，黑猩猩分化出去以後，這部分基因被“修理”而變得有功能，為一個縮短了的NOTCH蛋白編碼。這樣產生的蛋白質不再是細胞膜上的受體，而是分泌到細胞外，結合在原來NOTCH蛋白的細胞外部分上，增加其活性。這個在人類祖先中產生的新基因就叫做NOTCH2NL（Notch 2 N-Terminal），在尼安德特人和丹尼索瓦人中就已經存在。

NOTCH2NL基因在人類大腦皮質中高度表達，它能夠延緩神經幹細胞分化為神經細胞的速度，增加神經幹細胞的數量，最後能夠生成更多的神經細胞。將NOTCH2NL基因表達在小鼠中，也能增加小鼠腦皮質中神經幹細胞的數量。

在神經幹細胞的體外實驗中，

NOTCH2NL能夠增加這些幹細胞的數量。而如果敲除這種幹細胞中的NOTCH2NL基因，幹細胞的數量會逐漸減少，最後消失，從這些幹細胞長出的類腦組織也比較小。

ARHGAP11B基因

ARHGAP11B （Rho GTPase Activating Protein 11B） 基因

從

ARHGAP11A基因部分複製而來。它表達於人胚胎腦的新皮質前體細胞中，增加神經前體細胞的數量，生成更多的神經細胞，並且在腦表面形成褶皺和溝回。如果表達在靈長類動物狨猴（marmoset）中，大腦會變得更大，而且表面有更多溝回。它甚至能夠在小鼠的腦上產生溝回。

這個基因複製事件發生在大約在

500萬年前，在人與黑猩猩分開之後，因此是人類特有的基因。一個C到G的突變使ARHGAP11B蛋白有不同的羧基端，使得它專門結合於線粒體，促使更多的谷氨醯胺轉化為穀氨酸鹽進入三羧酸迴圈，促進神經細胞增殖。

SRGAP2C

基因

SRGAP2C（SLIT-ROBO Rho GTPase activating protein 2C）基因從SRGAP2A基因的一部分複製而來，因而生成的蛋白比SRGAP2A蛋白要短。SRGAP2C蛋白能夠與SRGAP2A蛋白結合，生成不溶於水的沉澱而使後者失去作用，從而加快神經細胞的遷移，並且增加神經細胞之間的突觸聯絡。將SRGAP2C基因表達於小鼠中能夠增加大腦皮層中第2-3層錐體神經細胞（pyramidal neurons）突觸的數量。

這個基因複製也發生在人類與黑猩猩分開之後，因此也是人類特有的基因。

HYDIN2基因

HYDIN2基因（Hydrocephalus-inducing 2）從HYDIN基因部分複製而來，在此過程中丟失了兩端的7個外顯子（對應於氨基端的5個外顯子和羧基端的2個外顯子），而且失去了原來的啟動子。複製的部分基因從人類第16號染色體（16q22。2）轉移到第1號染色體上（1q21。1），在那裡獲得了新的啟動子，使它的表達位置從HYDIN基因的呼吸道變為在神經系統中。

這個基因複製和轉移的過程發生在大約

320萬年前，人類與黑猩猩分開以後，因此HYDIN2不存在於其他靈長類動物中，是人類特有的基因。

HYDIN2蛋白在人類大腦發育中的具體作用還不清楚，但是它在神經系統中的集中表達說明它很可能與人類神經系統的特殊發育有關。人類中1q21。1區域缺失的患者會發生“小頭畸形”（microcephaly），而1q21。1區域區域性複製的患者又會發生“大頭畸形”（macrocephaly），為HYDIN2基因在人腦發育過程中的重要性提供了支援。

TBC1D3基因

使組蛋白甲基化的酶

G9a在組蛋白3中第9位的賴氨酸上加上兩個甲基（H3K9me2），改變DNA的包裝狀況，抑制基因表達。

TBC1D3（TBC1 Domain Family Member 3）抑制G9a的活性，使受此影響的基因得到表達，從而增加神經前體細胞的形成和數量。在體外培養的狀況下，TBC1D3能夠使神經幹細胞長成更大的類腦結構。

在小鼠中表達

TBC1D3基因能夠使小鼠的大腦皮層擴張，並且在腦表面形成溝回，類似NOTCH2NL基因和ARHGAP11B基因的作用。

TBC1D3基因不是人類特有的，但是在人類中基因的份數大量增加。例如黑猩猩每份遺傳物質中只有1份TBC1D3基因，而人類有8份。份數的大量增加使得TBC1D3蛋白的生成更多，對G9a的抑制作用也更徹底。

HAR1 基因

比較人類和黑猩猩的

DNA，還發現有若干區域在人類DNA中演化速度特別快，叫做“人類加速演化區”（Human Accelerated Regions，HAR）。這些區域所含的一些人類特有的基因與人類神經系統的發育有關，HAR1基因（Human Accelerated Regions 1）就是其中的一個例子。

HAR1基因位於人類的第20號染色體上，含有118個鹼基對，其中有18處與黑猩猩不同，遠高於預期的0。28個變異。 相比之下，黑猩猩和雞之間也只有兩處變異。

HAR1 基因不是為蛋白質編碼的，而是產生一個RNA分子，在人類胎兒發育的第7到第18個星期在腦中的

Cajal-Retzius

細胞（又叫做“

卡哈耳水平細胞”

horizontal cell of cajal

）中

有高度表達。

HAR1分子影響大腦發育過程中神經細胞的遷移，在新皮質上形成6層神經細胞，這就比古老皮質中的3層神經細胞層數加倍，大大提高神經系統處理資訊的能力。

HAR2是Gbx2基因的增強子

另一個人類加速演化區是

HAR2，與黑猩猩相比，在其546 bp的 DNA序列中有16處人類特有的變異，而且其中的13處變異集中在一段81 bp的區域內，是變化最快的HAR，叫做HAR2。

這段

DNA在Gbx2（Gastrulation brain homeobox 2）基因的附近，是Gbx2 基因的增強子，叫做HACNS1（human-accelerated conserved non-coding sequence）。將人類的這段DNA取代小鼠對應的DNA，能夠增加Gbx2基因的表達，而且在自身和Gbx2基因的啟動子部分增加組蛋白3中第27位賴氨酸的乙醯化（H3K27ac），組蛋白的這個變化能夠使與DNA結合的程度減弱，增加相關部分基因的表達。

Gbx2基因的蛋白產物是一個轉錄因子，有廣泛的調節基因表達的功能，包括運動神經細胞和中間神經細胞的發育，控制丘腦-大腦皮質之間連線軸突的導向，以及中腦和後腦的發育等，因此HAR2在人類大腦的特殊發育中可能也起到重要作用。

FZD8基因的增強子是另一處HAR

FZD8（Frizzled-8）基因編碼的FZD8蛋白是Wnt訊號傳輸鏈上的重要成員，這條訊號通路在神經系統的發育上也起重要作用。比較人和黑猩猩FZD8基因增強子的DNA序列，發現在81鹼基對的區域內有16處是人類特有的。在這麼短的DNA序列中有這麼多DNA序列變異，說明這和HAR1基因和HAR2增強子一樣，也是人類加速演化區，叫做“人類加速演化的增強子”（human-accelerated regulatory enhancer，HARE5）。

如果把人類的這個增強子用在小鼠中來驅動“報告基因”（

reporter gene，因其表達產物容易監測而用來測定啟動子和增強子的活性，例如β-半乳糖苷酶基因LacZ）在小鼠腦中的表達，發現人類的增強子的活性比黑猩猩的強得多。

當用人類的

FZD8增強子來驅動小鼠自己的FZD8基因表達時，發現人類的增強子能夠使神經前體細胞增殖分裂加快，生成更多的神經細胞，增大小鼠腦的體積，說明這個人類獨有的增強子能夠提高Wnt訊號通路在腦中的活性，在人類大腦的發育中起促進作用。

在人類中因增強子序列變化而影響與腦發育的基因還有

NPAS3（Neuronal PAS domain-containing protein 3）和AUSTS2 （Autism susceptibility candidate 2）等。這些結果說明人類大腦的擴張和結構改變是多個基因透過多種方式進行調節的結果，很可能還有許多與人類大腦發育有關的DNA序列改變沒有被發現。

人類改為直立行走可能涉及多個基因和調控機制的改變

有些人類的性狀不是單個或者少數基因變化的結果，而是涉及大量的基因和調控機制的變化，研究起來就比較困難。例如人類從四肢行走變為直立行走，承受身體重量的方式發生巨大變化，涉及多處骨骼形狀變化和肌肉連線變化，還和神經系統控制動作的迴路有關。影響人類語言能力的

FOXP2基因除了與神經系統的發育有關，也與肌肉的控制有關，被認為在人類改為直立行走中發揮了作用。但是到目前為止，還沒有具體的基因或調控機制被明確表明與人類的直立行走有關。

值得關注的是，在土耳其南部的幾個家族中發現了一些成員，他們只能用四肢行走。嬰兒時期的爬行和正常嬰兒基本相同，但是在爬行期過後，卻不能用兩腳行走。他們偶爾也能夠站立，但是不能邁步。此外，這些成員還有嚴重的語言障礙，詞彙量有限，只能使用少數的詞來表達意思，不會使用

and和 with 這樣的詞，而且說話緩慢，難以聽懂。他們也有嚴重的智障，不能從1數到10，沒有時間和地點的觀念，叫不出許多事物的名稱，也說不出他們父母的名字，。

這些成員上臂和腿長度比例（

0。90）也遠高於現代人類（0。70），而和古人類如露西的比例（0。88）類似。這些特徵似乎表明，這些成員退回到了古人類的狀態，被認為是人類的“反向演化”（reverse evolution），被土耳其科學家Uner Tan研究和報道，叫做“烏諾坦綜合徵”（Uner Tan Syndrome）。這些成員都是家族中近親結婚的後代，說明遺傳因素起了關鍵作用。

對這些成員的

DNA分析發現，不同家族中受影響的成員的基因變化不同。已經發現的基因變異包括“極低密度脂蛋白受體”基因（very low density lipoprotein receptor gene、VLDLR）、微管蛋白（tubulin）基因變種TUBB2B、“碳酸酐酶”基因（Carbonic anhydrase 8，CA8）、WDR81基因（WD Repeat domain 8）、ATP8A2基因（ATPase phospholipid transporting 8A2）等。現在還不知道這些基因變異是如何導致烏諾坦綜合徵的，也沒有報道這些基因是否是人類特有的基因變種。因此導致人類從四肢爬行到兩腳行走的DNA序列變化，現在還不清楚。

以上使猿變人的

DNA序列變化多數發生在數百萬年之前，然而人類的演化並未在後來停止，在過去的數千年中也有改變人類生理狀況的DNA改變。

成年人對乳糖的耐受

哺乳動物透過母乳給新生的下一代提供營養，其中一種重要的營養物質就是“乳糖”（

lactose），由一個葡萄糖分子和一個半乳糖分子相連而成。這樣的糖分子不能被動物的小腸直接吸收，而必須先被“乳糖酶”（lactase）消化成為葡萄糖和半乳糖。在年幼動物斷奶後，食物中不再有乳糖，就不再生產乳糖酶，也就是乳糖酶的基因被“沉默”了。

然而在不到一萬年前，歐洲一些地方的人開始飼養家畜並且使用奶製品，這些人就逐漸發展出了在成年後仍然生產乳糖酶的能力，特別是在北歐國家。而世界許多地區的人，包括中國人，並沒有發展出這樣的能力，因此成年人喝牛奶後會消化不良，腸道脹氣，叫做對乳糖的“不耐受”。

研究發現，北歐地區的這些人中乳糖酶基因的序列發生了變化，其中研究得最為詳細的是位於

-13910（負號表示基因轉錄點前面的位置）的DNA序列從C變成了T。這個變化使得這個基因的調控序列結合轉錄因子Oct-1的能力更強，增加基因的表達程度。DNA的甲基化能夠使基因“沉默”，而在調控區域，DNA的甲基化通常發生在C（胞嘧啶）上。這個位置的C變為T，使得在這個位置的DNA的甲基化不再可能，是另一個維持乳糖酶基因活性的方式，使得有這個變化的成年人也能夠生產乳糖酶。

藍色眼睛出現

人類眼珠的顏色（即虹膜的顏色）最初都是棕色的。但是在大約一萬年前，一些歐洲人發展出了藍色的眼睛。藍眼睛被一些人認為更具吸引力，因此是比較受歡迎的變異，在人類中出現的比例也逐漸增加，在一些地區高達

40%的人具有藍眼睛。

藍眼睛的出現是因為虹膜中黑色素的合成基本消失（見前面談到的人類面板顏色的變化），但是並沒有藍色色素出現，而是眼內液體的反光顯示出藍色。虹膜中黑色素的消失又和一個叫做

OCA2（oculocutaneous albinism II）基因的變異有關。其基因的第一個內含子中有三個位置可以分別是T或C，G或T，T或C，藍眼睛的人90%在這三個位置有TGT組合，而棕色眼睛的人中有TGT組合的只有9。5%，說明這些序列的差異與藍眼睛的出現有關。

進一步的研究發現，內含子

1中這3處DNA序列的變化對應於OCA2基因增強子中一處T到C的變化，這處變化破壞了原來對轉錄因子HLTF（Helicase-like transcription factor）的結合位點（從TGACA

T

TTAAT變為TGACA

C

TTAAT），使得OCA2基因的表達降低，使黑色素合成減少，導致藍色眼睛的出現。

除了以上變化，近年來人類的其他性狀也在不斷變化。

近年來人類性狀的變化

這些變化說明人類的演化仍然在繼續，只是其中對應的

DNA序列變化還不清楚。

骨密度降低

美國科學家比較了黑猩猩，早期猿人，尼安德特人和現代人的骨密度，發現現代人的骨密度顯著降低。例如掌骨的密度（骨質的體積與骨總體積之比）從黑猩猩的

0。32到猿人的0。339，到尼安德特人的0。244，再到現代人的0。189。

這種變化發生在大約一萬年前，大致是人類從狩獵生活轉變為畜牧和農耕生活的時候。生活方式的改變使得對肌肉骨骼的要求降低。

失去智齒

人類吃熟食後，對咀嚼的要求降低，導致咀嚼肌中

CMAH16基因失活（見前文）。在過去的一百多年中，人類的食物進一步精化，對咀嚼的要求進一步降低，智齒（離門齒最遠的牙齒）的重要性也越來越低，現在已經有大約35%的人不再長智齒。

大腦在縮小

在前面，我們談到人類智力的增長是伴隨著大腦的擴大的。但是現代人類的腦並沒有進一步擴大，而是在逐漸變小。尼安德特人的腦容量曾經高達

1500-1600毫升，但是現代人類的腦容量平均只有1350毫升，似乎與預期的相反。

這是因為智力不會永遠隨著大腦的變大而提高。在神經細胞數量比較少時，神經細胞數量的增加固然可以提高資訊處理的能力，但是過大的大腦必然會增加腦中各個區域神經細胞之間的距離，使得腦中訊號傳輸耗費更長的時間，降低大腦處理資訊的速度，而更為緊湊的大腦可以使工作效率更高。

愛因斯坦的腦只有

1280毫升，明顯低於人類1350毫升的平均值。但是他的大腦頂葉部位有一些特殊的山脊狀和凹槽狀結構。較小的大腦和特殊的溝回結構，也許使愛因斯坦進行思考時所使用的神經通路特別短和通暢，從而形成了他超人的智力。

體溫降低

在過去的一百多年間，人的體溫也降低了。科學家們分析了從

1862年 到2017年美國677，423次體溫記錄，發現從1800年代到1990年代，男人平均體溫降低了1。06華氏度（0。59攝氏度），女性降低了0。58華氏度（0。32攝氏度）。平均起來，成年人的體溫從37攝氏度降到36。6度。

體溫降低可能與許多因素有關，包括室內溫度的變化，接觸到的微生物的變化，食物的變化，以及生活方式的改變，包括體力活動越來越少。

前臂中保留第三根動脈

在人胎兒的發育過程中，有三根動脈給發育中的手掌供應血液。但是在妊娠的第

8個星期，中間那根動脈消失，因此成人的前臂只有兩根主要的動脈，即“尺動脈”和“橈動脈”。它們分別位於前臂的兩側，其中橈動脈靠近手掌處就是中醫用來號脈的地方。

但是在過去的一百多年中，有越來越多的人中間那根動脈並不退化，而是一直保留，使這些人的前臂中“多”出一根動脈。擁有第三根動脈的人在

1880年代只佔10%，但是到20世紀末已經佔到30%。也許是人對手使用的要求越來越高，促使身體增加對手掌的血液供應。

這些事實表明，人類不僅有長時期的演化，包括從黑猩猩樣的猿類演化為古代人，又從古代人演化成為現代人，還可以在幾千年甚至幾百年間發生明顯的變化，說明人類的演化並未停止，而是在繼續進行。隨著都市化的發展和科學技術的進步，人類在很大程度上已經生活在自己創造的，不斷變化的環境中，而這樣不斷變化的人造環境必然對人類的未來的繼續演化有越來越大的影響。

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