高原上的自然选择！研究揭示西藏人群适应低氧环境的进化奇迹

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人类仍在不断进化，以适应周围的世界。我们的身体记录了这些适应过程的变化。某些环境可能对人类健康不利，比如高山攀登者常因高原反应而生病——这是身体对大气压力显著下降的反应，导致每次呼吸吸入的氧气减少。然而，在西藏高原这样的高海拔地区，尽管空气中的氧气含量远低于低海拔地区，当地居民却能蓬勃发展。

在西藏高原定居超过1万年的历史中，居民的身体发生了变化，使他们能够在大多数人会因缺氧（即组织得不到足够氧气）而感到不适的环境中生存。美国凯斯西储大学的人类学家辛西娅·比尔（Cynthia Beall）指出：“高海拔缺氧适应非常有趣，因为这种压力是严重的、普遍存在的，并且可以量化。这是我们物种为何拥有如此多生物变异的一个美丽例子。”

比尔多年来一直在研究人类如何应对低氧生活环境。她和她的团队在2024年10月发表的研究揭示了西藏社区的一些具体适应性特征，这些特征有助于血液更好地输送氧气。

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为了揭示这一发现，研究人员深入研究了我们称之为“进化适应性”的一个标志：生殖成功率。能够成功生育活婴的女性会将这些特质传递给下一代。那些能在怀孕和分娩的压力下生存下来的女性，最有可能拥有最大化个体成功的特质。

生活在尼泊尔海拔约3500米（11480英尺）以上地区的417名46至86岁女性被纳入研究。研究人员记录了每位女性的活产次数，范围从0到14次，平均为5.2次，并收集了她们的健康和生理数据及测量结果。

怀孕次数和活产次数分别在0到15次以及0到14次之间，这两个特征的众数均为5次（涉及417名有过怀孕或已婚女性）

研究人员测量了血红蛋白水平——红细胞中负责向组织输送氧气的蛋白质。他们还测量了血红蛋白携带的氧气量。有趣的是，表现出最高活产率的女性血红蛋白水平既不高也不低，而是处于测试组的平均水平。然而，血红蛋白的氧饱和度很高。这表明，这些适应性能够在不增加血液粘稠度的情况下最大限度地提高氧气输送到细胞和组织的能力，从而减轻心脏泵送更难流动的高粘度血液的负担。

比尔表示：“以前我们知道较低的血红蛋白是有益的，现在我们理解中间值具有最高的效益。我们也知道较高的血红蛋白氧饱和度是有益的，现在我们理解饱和度越高越好。活产数量量化了这些好处。”

具有最高生殖成功率的女性还表现出较高的肺部血流量，以及心室较宽的左心室——负责将含氧血液泵入体内的腔室。所有这些特征共同提高了氧气的运输和输送速率，使人体能够充分利用呼吸空气中较低的氧气含量。

值得注意的是，文化因素也可能起到一定作用。研究表明，年轻时就开始生育并有较长婚姻期的女性，由于长时间暴露于怀孕的可能性中，也增加了活产次数。

即使考虑到这些文化因素，生理特征仍然起着重要作用。生理特征最接近于未受压力的低海拔地区女性的尼泊尔女性，往往具有最高的生殖成功率。

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比尔总结道：“这是一个正在进行的自然选择案例。了解这些群体如何适应，让我们更好地掌握人类进化的进程。”通过研究像西藏高原这样的高海拔地区居民的适应性，我们可以更深刻地理解人类如何通过进化来克服极端环境带来的挑战。这些发现不仅丰富了我们对生物学的理解，也为未来医学和公共卫生策略提供了宝贵的参考。

参考

Ye, Shenghao, et al. "Higher oxygen content and transport characterize high-altitude ethnic Tibetan women with the highest lifetime reproductive success." Proceedings of the National Academy of Sciences 121.45 (2024): e2403309121.