寄生虫与人类的不解之缘

化石、文物和人类DNA勾勒出了人类进化故事的大致轮廓,但对于寄生虫在人类进化中所起的作用,我们却所知甚少。为了填补这个空白,科学家正在向那些和我们—起进化的小小“搭便车者”“请教”。这些“搭便车者”就是虱子、螨虫和其他寄生虫等小小生物,甚至早在智人出现之前,它们就与人类的远古祖先不离不弃,相生相伴了。

如果寄生生虫与人类经历了同样的历史进程,那么它们身上一定会留下那段历史发展的痕迹。通过研究这些寄生虫,科学家可以揭示人类过去历史的许多方面:服装的发明、未知的人类迁徙之谜和人类与其他物种的亲密接触等等。这些人类与寄生虫相关的证据,在传统的人类进化研究中都被忽略了。

虱子与人类共同进化

美国生物学家大卫·里德在读研究生时期,曾研究过地鼠身上的虱子。之后他又将研究重心转向了人科动物,包括人类及其祖先一灵长类动物系谱中人类分支上的物种。在人才济济的人类学家研究领域内,里德却对包括虱子在内的寄生虫情有独钟。

虱子在所寄生的人类身体上享受盛宴是一个具有久远历史的故事。科学家在一万年前的木乃伊和其他人类遗骸中都发现了虱子的存在。但事实上,虱子与我们人类共同进化的故事比这还要久远得多。吸血虱子在哺乳動物身上已经存在了7000多万年,在这段漫长的岁月里,虱子与宿主一起经历了物种形成、迁移或兴衰起伏、灭绝的历程,从而导致今天虱子极为丰富的物种多样性——庞大的虱子家族的成员已超过500个。它们寄生在不同宿主身上,以吮吸某种特定类型哺乳动物的血液为生。寄主和虱子的进化树在大部分时间里都是同步进化发展的。但当这些进化树不完全匹配时,它就会像一个拇指突兀地伸出来。也许,这就是进化的秘密所在。

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在人类身上“搭便车”的虱子,通常以它们的外形和生态位被分为三种类型:耻阴虱(也叫“阴虱”),它们的模样很像螃蟹,因此得了“螃蟹”这一绰号;椭圆形的人虱(也叫“衣虱”或“体虱”),又可分为两种亚型——栖息在头发中的“头虱”和藏匿于衣服中的“衣虱”。后者也与其他虱子一样,以人的身体为宿主,但其独特之处是它们会在衣服上产卵。

里德和他的同事对从20个国家不同的人种身上收集到的虱子的DNA片段进行比较后发现:现代人身上的某些虱子系谱携带了尼安德特人和其他已灭绝原始人身匕虱子的DNA。这一研究结论在业界引起极大轰动,因为这一发现甚至比用古人类DNA证实人类祖先与尼安德特人交配、融合还早了6年。

里德研究团队根据收集的样本建立了以人类为宿主的虱子系谱图,发现了尼安德特人向现代人迁移这一现象。这一系谱图上出现了三根截然不同的分支,但只有其中一根是因人类进化而分叉的结果。吸血生物很可能是在5万-10万年前传播到非洲以外地方时依附在了智人身上的。虱子就在此时与人类祖先结下了不解之缘,并在那段时间内开始了它们的多样性发展。里德认为:如果没有尼安德特人,以及尼安德特人身上携带虱子的介入,我们现在能看到的大概只有一个分支了。

但还有像大拇指一样伸出来的另外两根分支。其中一根分支分裂出来是在大约70万年前,当时尼安德特人的祖先和现代人的祖.先一智人在进化的道路上已分道扬镳。这些虱子似乎在尼安德特人身上进化了几十万年,然后在大约6万年前,当尼安德特人与智人发生交集时,这些虱子又传播到了智人身上。里德研究团队还发现了在约200万年前分化出来的虱子,它们被认为是在更遥远的人类近亲身上进化而来的寄生虫。

虱子揭示远古人类秘密

因为有了人类遗传学证据的支持,不同人类种群融合的观点如今不再存有争议,但科学家对于虱子在研究人类进化中的作用,还存有不少疑问。人类DNA中可保存有人种间杂交的记录,但寄生虫基因组也可以反映出非人种间杂交因素的相互作用。里德认为:通过对虱子的研究,我们将发现更多尼安德特人与现代人接触的例子。

对于虱子的研究可揭示人类进化的更多真相,而不仅仅是与尼安德特人的交集。在虱子与人类共同进化的另一个结点上,古人类与猿类亲密接触的观点也被推断了出来。那些形似螃蟹的耻阴虱,无论是在身体形态上,还是在基因组成上,与依附在人类头发中的头虱或衣服上的体虱一点儿也不像。事实上,这些螃蟹状虱子的近亲是大猩猩身上的虱子,两者在300万-400万年前是同一个祖先。据推测,就是在那个时候,这些寄生虫从远古大猩猩身上爬到了人类身上。那么,为什么人类与大猩猩会发生如此亲密的接触?不可能是通过跨物种交配的途径,那么还有另一种可能一人类远古祖先可能也以猿类为食。

这一发现可能用来确定人类失去体毛的最后时间。人类失去了大部分体毛,但留下了一簇独特的阴毛,成了阴虱的栖息地。同样,衣虱也是在人类祖先开始穿衣服之后才开始定居在人类身上的。开始穿衣服是当时人类祖先在更冷气候条件下的一种重要的适应性改变。最早的衣服很可能是用动物皮毛和动物纤维制成的,虽然没有相关证据保存下来,但通过衣虱和头虱的分化,并根据分子生物学和进化研究成果证实:这两种虱子的分化时间在17万~8.3万年前。

脸螨,真正属于你的寄生虫

随着现代技术的进步,肯定会有更多寄生虫被发现。获取寄生虫的DNA曾经是一件非常困难的事情。因为寄生虫通常都非常小,大概只有芝麻粒那么大,而且它们的外骨骼很结实、坚固,就像“小坦克”,有的用肉眼都看不见。科学家只能依赖于一小段一小段的遗传密码,以及被碾碎的这些小生物碎片进行研究。2010年,科学家们将近100个未成熟幼虱的DNA结合在一起,组装出了第一个完整的虱子基因组。如今,科学家们已经可以轻松地从一只虱子身上提取出完整的基因组。

与此同时,其他科学家也正在研究不同的寄生虫。美国昆虫学家米歇尔对脸螨情有独钟。他说:“关于虱子研究有很多超酷的故事,但我觉得脸上的螨虫更有研究潜力。”

只有虱子十分之一大小的脸螨就像半透明的斑点,但它们的长相其实很有特色:长有八条粗短的腿。几乎可以肯定的是,从人类婴儿期开始,脸螨就和我们不离不弃,只是我们一般并不知道它们的存在,因为螨虫实在太小了,用肉眼我们是看不见它们的。脸螨的寿命只有几个星期,它们在短促生命的大部分时间里都蜷缩在人类面部毛孔中,以皮肤油脂为生。脸螨只会在你睡觉时爬出来,在你的皮肤上交配繁衍。擦洗无法清除它们,但你不必因为它们的存在而担心,因为除了免疫系统受损的人,如艾滋病患者或化疗患者,脸螨通常对于你来说是无害的。

但对于科学家来说,脸螨可能是我们祖先留下的珍贵历史记录。因为脸螨真正代表了你自己,你不会和陌生人分享它们,比如你不会在公共汽车上和坐在你身旁的人分享。婴儿出生后不久就会从母亲那里得到属于自己的脸螨。在70名已知不同血统的受试者额头上,科学家用发夹刮下了一些皮肤碎屑样本,提取了隐藏在这些皮肤碎屑中脸螨的基因样本后发现:脸螨的进化树与人类的进化树是相匹配的,甚至比虱子與人类的更匹配。

科学家们正致力于从螨虫身上重建人类过去的未知历史,比如人类的迁徙路线等。因为昆虫比人类进化得更快,所以它们可能提供比我们自己的DNA更多的细节。到目前为止,米歇尔团队已从90多个国家约2000人的脸上采集了螨虫样本用于研究分析。

研究寄生虫的意义

另一个研究团队正在试图识别使某些昆虫能够寄生于人类的适应性基因,其中包括对臭虫的研究项目。

多年来,人类祖先至少从蝙蝠和鸟类身上感染了三种臭虫。来自于蝙蝠的感染可能最早发生于原始人开始居住在洞穴中的时候,但具体的时间范围目前还不清楚。研究人员试图对臭虫迁移到另一个新物种过程中的基因变化进行识别,以缩小并确定一个比较准确的时间范围,并弄清楚人类祖先的哪些分支是在洞穴中安家的。

在我们人类眼里,臭虫是害虫,令我们非常讨厌。但科学家可以从它们身上了解到很多关于我们人类自身的东西。

要真正搞清寄生虫与人类的关系,我们还有很多事情要做。寄生虫可以告诉我们,人类生物学和人类进化的不同方面,寄生虫的世界是一个我们看不见的庞大世界。据统计,生活在人体内和人体表面的寄生虫超过了430种。

通过对寄生虫的研究,除了可以发现人类进化各个阶段更多的秘密外,还包括衣服的起源、洞穴庇护所等等,还可能通过这方面研究发现治疗和预防寄生虫的新方法。通过了解寄生虫的适应能力和进化历史,我们也许就能更好更快地揭示寄生虫以人类为宿主搭乘便车这一奇特现象。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午11:27。
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