如何从生物学角度分析丁真的爆红?

下文图片未标注均来自《丁真的世界》近日,四川甘孜州理塘县的藏族小伙丁真,因为一条视频意外走红网络……——@人民日报人们开始从各种角度分析丁真爆红的原因:互联网时代的“造星”轨迹、旅游大使的宣传、人们对真善美的向往……研究发现藏族的新生儿和儿童的体重都比平原同龄人更轻。除此之外,丁真代表的藏族人群背后,还有着科学家更感兴趣的问题。

本文作者:无奶树,头图来自:视觉中国

最近,来自四川甘孜州理塘县的丁真火了。

如何从生物学角度分析丁真的爆红?

下文图片未标注均来自《丁真的世界》


近日,四川甘孜州理塘县的藏族小伙丁真,因为一条视频意外走红网络……有人说丁真的走红,源自于其超高的颜值和帅气的外表,也有人说是被丁真身上的淳朴和纯真打动。事实上,这些只是让他具备了网红的潜质。真正让他成为“顶级流量”的,是他对家乡、对生活的热爱。……

——@人民日报

人们开始从各种角度分析丁真爆红的原因:互联网时代的“造星”轨迹、旅游大使的宣传、人们对真善美的向往……其中最受关注的焦点,自然是他不同于平原汉族的样貌:黝黑的皮肤、高挺的鼻梁,还有那双清澈的眼睛。

而这些在两万年前,就已经在自然选择的操纵下被决定了。

万年前那场登山行动

两万年前,一群使用着石器的原始人来到“世界屋脊”——青藏高原的脚下。可能是外来的族群争斗,或者是食物的匮乏,也可能是人类骨子里就存在的登高冒险精神,他们开始了一场登山行动。

他们要翻上这座平均海拔3000米以上的的高原,寻找新的栖息地。

青藏高原海拔高、气压低、氧气少、寒冷干燥、强烈紫外线的环境,给这群原始人带来了不少的麻烦——族群中不少精壮高大的壮汉纷纷倒下,剩下的人在犹豫与迟疑中继续慢慢向前。

我们不清楚这场漫长的登山活动进行了多久,但可以知道的是,这一切其实都被自然选择一手操纵着,它终究会给这群人类苦后回甘的奖励。

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直到万年以后,达尔文的《物种起源》才算是揭示了这其中的道理 | 图源:Wikipedia

随着不适应高原的人渐渐减少,上千年后,剩下的族群发现自己好像也没有太严重的高原反应,也就渐渐定居在这环境恶劣的高原上。但他们不知道的是,自然选择已经在他们身上操纵了遗传改变的密码,留待后来者去发现。

当然,以上是根据已知的演化理论和遗传学、考古学的证据做出的一个假设,现实中藏族是如何登上高原,适应高原的环境其实还在研究中,但已经有了不少的结果。

万年以后的20世纪,当平原人带着万年前古人类的登高冒险精神,尝试攀登珠穆朗玛峰时,他们就发现身边藏族伙伴超强的高原适应能力——探险家因为高原反应苦不堪言的时候,藏族人却能应对自如。

为什么藏族人可以如此适应高原的环境?

藏族的独特性不止外表

我们先回来看看丁真,从生物学上能明显看到一些他和平原汉族人不一样的地方:

黝黑的皮肤和更大的鼻腔;

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瘦削的身材;

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这都是藏族人适应高原的方式:

  • 有研究发现,藏族相比平原人群有着更大的鼻腔和更浑厚的面部,可能是藏族上呼吸道对于氧气浓度低的一种适应,这样藏族可以增加摄取氧气的能力,并且五官的别样构造可能也和寒冷、氧气浓度低有着密切的关系;

  • 黝黑的皮肤能帮助藏族人群抵御高原强烈的紫外线,有研究表明藏族人群皮肤色素沉淀相关的基因发生了独特的突变,使得藏族有更多的黑色素,能够吸收强烈的紫外线;

  • 而较轻的体重和比较矮小的身材,除了可能存在的生活条件因素外,更大的原因也是高原环境的限制,给他们带来了遗传上的改变。研究发现藏族的新生儿和儿童的体重都比平原同龄人更轻。

除此之外,丁真代表的藏族人群背后,还有着科学家更感兴趣的问题。

理塘县海拔在4014米,而藏族小伙丁真却能跑跑跳跳,还是村里的赛马王子。这要是普通人上去高原,很容易就会因为缺少氧气而头痛、恶心、胸闷,要是再骑个马、颠一下怕是人就彻底瘫了,这也就是我们常说的高原反应。

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为什么丁真能在这样纯净的高原不受高原反应影响生活呢?

其实藏族为了适应高原低氧的环境费了不少功夫。一方面藏族的肺功能和心血管功能更加适应于高原:更大的肺容量吸收更多的氧气,更快的泵血让氧气更快到达身体各个位置,进而让身体能得到足够的氧气供给。

另一方面则在于血红蛋白。氧气需要血液里的血红蛋白和红细胞来运输,但是这个运输并不是越多越好,如果血红蛋白和红细胞数量太多,反而会让血液变稠,运输氧气的效率反而会下降。这就好比十一长假的景区,因为游客人太多全部挤在一起,景区的游客人流量反而会下降,是类似的道理。

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想象一下血管里的红细胞的拥挤程度(图为右心房)| 图源:工作细胞

而藏族就适应出了一套独特的应对方式——“钝化反应”。

研究发现在同样高海拔的环境下,藏族的血红蛋白浓度相比于汉族更低,而且随着海拔的升高,藏族的血红蛋白浓度增长更慢,这就是藏族对此的一种适应,避免过多的血红蛋白“堵住”血管,来提高氧气的输送效率。

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随着海拔(Altitude)的升高,可以发现藏族人群(Tibetan)的血红蛋白(Hb)增幅和差异都不会太大,并且还会有激素导致的性别差异 | 图源:Wu T, et al. Journal of applied physiology

这其中的关键,是一个叫做EPAS1的基因:它会在氧气浓度低的时候发挥作用,刺激体内的血红蛋白和红细胞增多。而藏族的EPAS1基因和汉族人相比就有一个适应性的改变——通过降低EPAS1基因的表达,进而减弱这个过程,减缓了血红蛋白的大量产生。

除了这些,藏族和和汉族人群的差异还有很多。而其中存在的遗传和进化问题,仍等待着科学家进一步的探究。

如何从生物学角度分析丁真的爆红?

目前已知的藏族适应高原的身体特征 | 图源:和耀喜

自然选择让大家有着自己的活法

其实除了在青藏高原的藏族,世界上还有另外两处高原生活着上千万人——安第斯山脉和埃塞俄比亚高原。但是这两个地方的人们并没有藏族那样的“钝化反应”,而是有着完全不一样的适应方式:

安第斯山脉的原住民体内血红蛋白浓度更高,同时血红蛋白携带氧气的能力也更强,换句话说,同样多的血液,他们的血液带有的氧气会更多,这也就提高了运输氧气的效率。

相比之下,埃塞尔比亚既没有那么高的血红蛋白浓度,也没有藏族的EPAS1基因突变,很可能是利用另外一种尚未确定的高原适应方式。

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安第斯山脉的盖丘亚族 | 图源:Wikipedia

这就好像大自然在地球上做了一个“实验”:同样的一种环境(高海拔气候),不同的人登上去后,却产生了完全不同的适应方式,生物学上叫做“趋同进化”。

对于其他生物,高原上类似的例子还有很多,比如:

  • 鱼类会降低自己的代谢速率,减少需氧量来适应缺氧的高原气候;

  • 安第斯叶耳鼠会食用更多的碳水化合物提供能量,并且提高心脏的供氧能力;

  • 鹿鼠会更高效地利用脂肪,来提高能量的利用效率,以适应寒冷;并改变血红蛋白的结构来提高对氧的运输效率;

  • 牦牛有着更大的心脏和肺,并且多个基因改变来适应高原;

  • 鸟类则是在已有的高效呼吸系统的基础上,演化出了更为强悍的心脏来泵血……

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生活在4200米海拔的喜马拉雅鼠兔 | 图源:Patrick Diez

自然选择让不同的生物有了自己独特的“活法”。

面对大自然生存这样一个难题,其实没有一个标准答案,每一个生物都可以活出属于自己的精彩,也有着自己适应的特点。

相信丁真在自己的世界和繁华浮躁的世界之间,也能有自己的精彩人生。

致谢:感谢和耀喜、郑王山、杨召辉师兄对这篇文章提供的建议和帮助。


参考资料:

1. Butaric L N, Klocke R P. Nasal variation in relation to high‐altitude adaptations among Tibetans and Andeans[J]. American Journal of Human Biology, 2018, 30(3): e23104.

2. Deng L, Xu S. Adaptation of human skin color in various populations[J]. Hereditas, 2018, 155(1): 1.

3. Wu T, Kayser B. High altitude adaptation in Tibetans[J]. High Altitude Medicine & Biology, 2006, 7(3): 193-208.

4. Wu T, Wang X, Wei C, et al. Hemoglobin levels in Qinghai-Tibet: different effects of gender for Tibetans vs. Han[J]. Journal of applied physiology, 2005.

5. Beall C M. Andean, Tibetan, and Ethiopian patterns of adaptation to high-altitude hypoxia[J]. Integrative and comparative biology, 2006, 46(1): 18-24.

6. 和耀喜. 藏族人群高原低氧适应的表型与遗传机制研究[D]. 中国科学院昆明动物研究所, 2019.          

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