
在我们从类猴的灵长类动物到两足猿再到大脑发达的人类的进化历程中,我们有一个非常忠诚的伙伴:人虱,也就是众所周知的人类虱子。
与此同时,虱子在基因中记录了这段旅程。例如,一项新的研究发现,美洲的一些虱子是美洲原住民携带的虱子和欧洲殖民者穿越大西洋携带的虱子的杂交后代。
“我们人类并不是生活在泡沫里,”美国农业部的进化遗传学家、这项新研究的作者之一玛丽娜·阿斯库斯说。“虱子是我们生活和历史的一部分。”
虱子通常住在人的头上,夹在头发上,刺穿头皮,喝人的血。寄生虫无法离开人体存活,只能从一个人传染给另一个人。如果人们挤在不卫生的环境中——比如人满为患的监狱——虱子就会蔓延到衣服上,并以身体的其他部位为食。
其他哺乳动物和鸟类也有自己的虱子。每一种寄生虫都对其特定的宿主(无论是企鹅还是蝙蝠)有着微妙的适应能力。这种亲密的联系由来已久。在德国,古生物学家发现了一只4400万年前的虱子,它的内脏里保存着一些羽毛碎片。
虱子化石非常罕见,无法揭示它们的历史。但他们的DNA包含了许多额外的线索。通过分析虱子的遗传物质,昆虫学家可以建立它们的家谱,揭示哪些物种关系最密切。
通常,一种虱子的近亲生活在其宿主的近亲身上。例如,在21世纪初,佛罗里达大学的大卫·里德(David Reed)和他的同事发现,人类的虱子与生活在黑猩猩身上的虱子关系最密切,而与生活在猴子身上的虱子关系更远。换句话说,大约2500万年以来,我们的虱子一直在跟随我们的进化道路。
这并不是说虱子是完全忠诚的。另一种,耻毛蟹(更广为人知的是螃蟹),只生活在人类的阴毛中。螃蟹和头虱没有密切的关系。相反,里德博士和他的同事们发现,它们的近亲是生活在大猩猩身上的虱子。早期的人类祖先可能是在睡在一个古老的大猩猩窝里,或者吃大猩猩的尸体时染上了螃蟹。
在另一项颇具争议的研究中,里德博士和他的同事比较了来自世界不同地区的人类虱子。他们研究了被称为线粒体DNA的遗传物质,这种物质只会从雌性遗传给后代。研究人员发现,许多虱子属于两种谱系之一。值得注意的是,这些谱系是从生活在大约一百万年前的雌性虱子中分离出来的。
里德博士和他的同事推测,当人类走出非洲时,这种深刻的分裂就出现了。除了他们自己的虱子,他们还从尼安德特人或其他灭绝的人类群体身上捡到了虱子。
最近,虱子研究人员将注意力转向了虱子从父母那里遗传的染色体DNA。
2010年,阿斯库斯博士加入了里德博士的团队,领导了一项从世界更大范围内收集这种DNA的工作。
在周三发表在《公共科学图书馆·综合》(PLOS ONE)杂志上的这项新研究中,阿斯库斯博士和她的同事分析了从洪都拉斯、法国、卢旺达和蒙古等世界25个地方收集的274只虱子的DNA。
DNA揭示了两个地理上的虱子群。一个在非洲、亚洲和美洲。在这些虱子中,研究人员发现洪都拉斯和蒙古之间存在密切的遗传联系。他们怀疑,这种亲缘关系是一个迹象,表明大约2.3万年前首次进入美洲的亚洲人带来了虱子。
剩下的虱子形成了第二个集群,研究人员在欧洲、美国、墨西哥和阿根廷都发现了这个集群。研究人员还发现了这两个群体的33个杂交品种,其中25个生活在美洲。
阿斯库斯博士和她的同事们在这些结果中看到了现代历史的编年史:欧洲殖民者航行到新大陆,带着他们的虱子。在美洲,第二批虱子传播,有时会在已经感染了第一批虱子的人的头上结束。
但是,如果这些虱子确实是群体杂交,阿斯库斯博士和她的同事们感到困惑的是,他们没有发现更多的虱子。杂交品种的稀少可能是杂交育种遇到某种障碍的结果。有可能这两群虱子彼此隔离的时间太长了,以至于它们产生了突变,当它们混合在一起时效果不佳。
阿斯库斯博士说,虱子研究人员的工作才刚刚开始。在这项新研究中,她和她的同事只研究了虱子DNA的16个小区域。下一波研究将检查整个虱子基因组,她希望这些新数据能产生更多的见解。
例如,有可能理解人类虱子是如何进化出从头部移动到身体的能力的,以及为什么只有身体虱子携带能引起斑疹伤寒等疾病的微生物。研究人员可能能够确切地确定我们的祖先是如何染上虱子的,这些虱子至今仍困扰着我们。
“我们在当前人类虱子中看到的遗传信息仍然可以告诉我们人类过去的一些事情,”阿斯库斯博士说。
卡尔·齐默(Carl Zimmer)为《纽约时报》报道科学新闻,并撰写《起源》专栏。更多关于卡尔·齐默的信息
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