猴子为何能进化成人类?秘密全在唾液里

2019-10-22 09:02:30 来源: 知否 举报
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(原标题:A secret in saliva: Food and germs helped humans evolve into unique member of great apes)

作者 | 小小

出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163)

猴子为何能进化成人类?秘密全在唾液里图:图中使用三种不同染色方法显示出人类、黑猩猩以及大猩猩唾液中蛋白质之间存在的差异

美国布法罗大学的最新研究发现,在过去200万年的进化过程中,吃肉和吃熟食可能帮助人类从其他类人猿中脱颖而出,而秘密就在我们的唾液中。

研究发现,经常吃肉、熟食以及发展农业形成的独特饮食习惯,导致人类与其他灵长类动物的唾液出现明显差异。人类唾液的独特之处在于其水分更多,并且含有不同的蛋白质混合物。这个发现让研究人员大吃一惊,因为众所周知,人类在基因上与大型类人猿、黑猩猩和大猩猩是近亲。

布法罗大学牙科医学院首席研究员和口腔生物学教授史蒂芬·鲁尔(Stefan Ruhl)说:“人类和其他灵长类动物的唾液蛋白质在进化过程中被忽视。我们此前已经知道,对人类特定饮食的进化适应已经导致了颌骨、牙齿以及口腔微生物群发生了明显变化。而我们最新发现显示,饮食差异和致病压力可能也帮助塑造了人类独特的唾液。”

唾液是人体重要的分泌物。这种液体有助于消化食物,保护牙齿釉质,保护口腔中的微生物,并形成对抗病原体的第一道防线。唾液在语言和味觉中也发挥着重要作用。唾液的许多功能可以归功于唾液蛋白质群,即成千上万种蛋白质的集合体。这些蛋白质还可能揭示人类在整个进化过程中如何与类人猿分道扬镳的线索。

研究人员比较了人类与大猩猩、黑猩猩、猕猴等近亲的唾液蛋白质构成,主要发现包括:

1)人类唾液所含水分比大猩猩唾液更多,但人类唾液中蛋白质总含量还不到黑猩猩、大猩猩和猕猴唾液蛋白质含量的一半;

2)人类唾液更擅长分解淀粉,调整脂肪,检测人类饮食中的关键味道。研究人员发现,在人类唾液中,淀粉酶(将淀粉消化为糖的酶)和碳酸酐酶VI(参与味觉的酶)含量高于大型类人猿。人类和黑猩猩唾液也比大猩猩唾液含有更多的锌-α-2-糖蛋白,这是一种有助于脂肪代谢的蛋白质;

3)失去皮毛导致人类唾液中缺少泡沫蛋白。Latherin是一种类似洗涤剂的蛋白质,可以帮助液体产生泡沫,但它只在类人猿的唾液中发现。研究人员认为,不再生长皮毛和不参与相互梳理毛皮的行为,促使人类失去了产生这种蛋白质的必要性;

4)在人类唾液中检测到的所有主要蛋白质也存在于黑猩猩和大猩猩的唾液中。人类唾液中可检测到的蛋白质范围与类人猿差不多,但在蛋白质的数量和结构上出现了巨大差异,部分原因可能是由于不同的聚糖(复杂的糖分子)附着在蛋白质上所致。

马萨诸塞州药学院和健康科学学院的苏帕萢·塔马迪洛克(Supaporn“ Nina” Thamadilok)博士说:“人类的唾液腺是不是进化成了产生更多水分的唾液,以适应与类人猿截然不同的饮食?类人猿和大猩猩咀嚼富含纤维食物的时间更长,而人类吞咽食物的速度更快,后者可以通过烹饪食物来实现。唾液中水分增加可以帮助口腔更快地消化干燥的食物,更容易吞咽。在早期人类进化所处大草原的干旱环境中,保持口腔湿润也可能是有利的,或者这对于促进人类说话和发声很重要。当然,这些可能性仍然需要证实。”

参与研究的奥默尔·戈库曼(Omer Gokcumen)补充说:“这项研究的发现为未来研究提供了必要的基础,可以评估人类唾液蛋白质的差异是否由自然选择引起的。挑战在于如何破译这些变化的遗传基础,并理解导致它们改变的进化机制。对于某些基因,我们已经有了充分了解。但对于其他大多数基因,我们仍然需要找出答案。”

人类和类人猿的唾液之间的差异也被发现在与疾病防御有关的蛋白质中。黑猩猩、大猩猩和猕猴的唾液中含有比人类唾液更多的腮腺分泌蛋白,而人类和黑猩猩的唾液中含有比大猩猩唾液更高水平的分泌性免疫球蛋白成分。这些蛋白质都在防御疾病中发挥作用。

鲁尔表示:“除了饮食,致病压力是进化适应的另一个重要驱动力。随着人类进化为顶级捕食者,以及后来向农业和饲养牲畜的生活方式转变,疾病也随之而来,是否有任何显示人类特有特征的唾液蛋白是因疾病刺激所产生的,这是个值得研究的有趣问题。对于人类唾液对饮食、技术(如烹饪)、环境和微生物压力的适应程度,人们知之甚少。我们希望其他实验室能提供专业知识,帮助我们回答这些基本问题。”

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乔俊婧 本文来源:知否 责任编辑:乔俊婧_NBJ11279
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